Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://xray.sai.msu.ru/~polar/html/publications/pop/xpuls.txt Дата изменения: Thu Jul 18 23:28:00 1996 Дата индексирования: Sat Dec 22 04:42:48 2007 Кодировка: koi8-r

УДИВИТЕЛЬНЫЙ ВСПЫХИВАЮЩИЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ ПУЛЬСАР.


Рентгеновские пульсары были открыты с борта спутника UHURU
группой Э.Шреера (E.Schreier) в 1972 году.
Сейчас известно уже три с лишним десятка рентгеновских
пульсаров. Это не мало ( хотя радиопульсаров, например, в 20 раз больше).
Поэтому открытие нового объекта этого типа не всегда вызывает
бурную реакцию специалистов, работающих в этой области. Но в
данном случае был открыт совершенно удивительный источник
(см. Звездочет N5, 1996, Новости Астрономии).

Рентгеновские пульсары - это тесные двойные системы
(см. Звездочет N12, 1995), состоящие из нейтронной звезды
(см. Звездочет N7, 1996) и ее
"нормальной", т.е. некомпактной, соседки. При падении ее вещества
на нейтронную звезду выделяется большое количество энергии (до
100 000 светимостей солнца). Эта энергия излучается, в основном,
в жестких ( рентгеновском, гамма, УФ) диапазонах спектра.
Причем излучение обладает четкой периодичностью.
Наблюдаются отчетливые импульсы с периодами от долей
секунды до десятков минут. Возникновение этой периодичности связано
с вращением нейтронной звезды.
Периодичность - очень "полезное" свойство. Из всех измеряемых нами
характеристик те из них, которые связаны со временем, определяются
наиболее точно, хорошие часы - безусловное завоевание технической цивилизации!
Т.о., поскольку период и его изменения
(т.е. временные параметры источников)
являются наиболее точно определяемыми характеристиками, изучение
рентгеновских пульсаров дает много важной информации о поведении
тесных двойных систем с аккрецией.

Период нового рентгеновского пульсара GRO J1744-28,
открытого в декабре 1995 года
группой Кувелиту (C.Kouveliotou) на Комптоновской обсерватории (CGRO)
прибором BATSE (он работает в диапазоне 20-60 keV), оказался
равным примерно 0.5 секунды.
Заметим, что "пульсарные свойства" были замечены не сразу
(как это обычно бывает), а лишь после дополнительных исследований.
Первоначально большее внимание привлекло сходство многих
характеристик нового источника со свойствами источников повторяющихся
гамма-всплесков.

Орбитальный период двойной - примерно 12 дней.
Эксцентриситет орбиты около 0.026, т.е. орбита почти круговая.
Эти параметры, кроме, пожалуй, короткого периода,
являются достаточно типичными для источников этого типа.
Компаньоном нейтронной звезды является маломассивная звезда с массой
около 0.2 массы солнца, что позволяет понять в общих чертах сценарий
эволюции данной системы.

Расположен источник в направлении Галактического центра (l=+0.02, b=+0.3),
однако, не ясно не является ли такое положение просто случайной проекцией.
Вполне возможно, что источник реально расположен вне центральной области
нашей Галактики. Здесь мы сталкиваемся с проблемой определения
третей координаты - расстояния. Именно с определением расстояний связаны
многие проблемы в астрономии (например, постоянная Хаббла и гамма-всплески
сейчас и природа туманностей и структура Галактики в прошлом).
Две другие - координаты на небесной сфере -
определяются достаточно точно для большинства источников.

Чем же он так интересен? Оказывается, GRO J1744-28 сочетает в себе
свойства трех типов рентгеновских источников: рентгеновских пульсаров,
барстеров и источников с квазипериодическими осцилляциями
(изменениями светимости с некоторых характерным периодом).

Кроме периодических пульсаций светимости
наблюдаются нерегулярные вспышки. Т.о., источник совмещает свойства
рентгеновского пульсара и быстрого барстера. На рисунке показана запись
сигнала, сделанная на спутнике XTE, запущенном в конце
прошлого года (см. новости в Звездочете N4, 1995). Несмотря на большие
технические проблемы, проявившиеся после запуска, спутник "выдает"
интересные результаты.

Первый быстрый барстер, MXB 1730-335, был открыт 20 лет назад
группой Левина (H.G.Lewin) (США) на спутнике SAS 3. Этот объект расположен
на расстоянии около 10 кпк от нас в шаровом скоплении.
Вспышки этого источника длятся от 2 до 680 секунд,
а интервал между вспышками колеблется от 10 секунд до часа.

Барстеры - рентгеновские источники, наблюдающиеся, в основном, в
шаровых скоплениях.
Они делятся на быстрые и медленные (которые встречаются намного чаще).
Свое название они получили за взрывной характер своей активности.
Обычно, это действительно термоядерные взрывы на поверхности
нейтронной звезды. А вот в случае GRO J 1744-28 это, по-видимому, не так.
Скорее всего из-за некоторой неустойчивости
иногда на поверхность нейтронной
звезды проваливается больше вещества, что и наблюдается в виде вспышки.
Интервал между вспышками составляет порядка нескольких минут, но может
увеличиваться и до часа. Сама вспышка длится от 6 до 100 секунд.
Подобные вспышки, т.н. вспышки II рода (как у быстрого барстера),
наблюдаются и у других источников, например Cyg X-1.

Оказывается, и это еще не все. В источнике наблюдаются
квазипериодические осцилляции с частотой 40 Гц.
Временные характеристики измеряются
наиболее точно, поэтому ученые стремятся вытащить из них как можно больше
информации. По наблюдениям квазипериодических
изменений светимости в рамках известной модели Альпара-Шахама
Стернеру (S.J.Sterner) и Дермеру (C.D.Dermer)
удалось оценить магнитное поле нейтронной звезды -
порядка 4.5 * 10^10 Гс. Это прожежуточное значение, по сравнению с
полями других рентгеновских пульсаров (10^12 - 10^13 Гс)
и миллисекундных радиопульсаров (10^8- 10^9 Гс).
Согласно результатам их исследований источник
является двойной с маломассивным (M>0.22Msolar) компаньоном,
который практически заполняет полость Роша.
Расположен источник достаточно
далеко от Галактического центра, лишь случайно проецируясь на него.

Лэмб (D.Q.Lamb), Миллер (M.C.Miller) и Таам (R.E.Taam)
в своей работе высказывают гипотезу, что
GRO J 1744-28 включает в себя маломассивного (0.2 массы солнца) сильно
проэволюционировавшего гиганта и
массивную (1.8 масс солнца) нейтронную звезду.
В их модели требуется очень сильное (порядка 10^13 гаусс) магнитное поле.
Модель является альтернативой модели Стернера и Дермера.

Разнообразие моделей не должно удивлять. Открытие интересного
объекта всегда вызывает большой поток теоретических и
экспериментальных работ.

Чрезвычайно важно провести комплексное исследование любого астрономического
объекта в разных диапазонах спектра (именно отсутствие подобных
исследований с положительным результатом для гамма-всплесков не дает
раскрыть их тайны). В первую очередь для этого нужно как можно
точнее знать координаты. На CGRO область неопределенность координат
составила 24 на 6 угловых минут, а с помощью XTE удалось
определить координаты с точностью порядка 3 угловых минут.
Для нашего героя наблюдения в других диапазонах дали положительный
результат. В области локализации источника на спутнике XTE был обнаружен,
с помощью VLA (группа Д.Фрейла (D.Frail)), переменный радиоисточник.

Ни один из других рентгеновских источников не демонстрирует такого
набора свойств (хотя, безусловно, есть не менее интересные объекты), поэтому
GRO J1744-28 будет привлекать большое внимание ученых и в дальнейшем, а это
не может не привести к продвижению в изучении свойств тесных двойных звезд.

Статья быда написана при поддержке Соросовской образовательной
программы (ISSEP).

Сергей Б. Попов (ГАИШ).


В качестве рисунка удачно привести рис.1 из работы Kouvelitou
Nature vol.379 p.799 (7 марта) или
из работы Lewin et al (ApJ Lett. в печати) (именно он с XTE),
который и прилагается в виде запакованного .gif файла.
Можно также взять первый из блока рисунков (высылаю):
выделить его один у меня не получилось.
А также возможно привести изображение спутника CGRO или XTE.