 |
Астронет: М. Е. Прохоров, С. Б. Попов/Коуровка Популяционный синтез в астрофизике http://variable-stars.ru/db/msg/1210122/node7.html |
5.1. Радиопульсары
Радиопульсары - наиболее изученная и самая многочисленная из наблюдаемых популяций одиночных нейтронных звезд. Поэтому для читателя не станет большим сюрпризом тот факт, что именно для этой популяции объектов было проведено много исследований методом ПС. Очень важной особенностью этих исследований является необходимость моделирования детектируемости радиопульсаров, т. е. необходимо не просто синтезировать выборку радиопульсаров, но и имитировать процесс проведения их радиообзора с достаточной реалистичностью, чтобы потом можно было сравнивать модельные параметры с наблюдениями.
Можно назвать три разные цели применения ПС к радиопульсарам. Во-первых, это определение начальных параметров нейтронных звезд (периодов, скоростей, магнитных полей). Во-вторых, оценка некоторых параметров их эволюции (например, характерное время затухания магнитного поля). И, наконец, третья задача - предсказание свойств ненаблюдаемых популяций пульсаров (с сильным магнитным полем, пульсаров излучающих в гамма-диапазоне и т. д.) на основе известных начальных параметров и законов эволюции.
Один из ключевых вопросов теории эволюции пульсаров таков: затухает ли магнитное поле у нейтронных звезд? Бхаттачария,
Хартман, Вербунт и Вайерс посвятили ответу на этот вопрос серию
статьей (см. [5] и ссылки в ней на более ранние
публикации). Они использовали метод Монте-Карло для моделирования
распределения пульсаров на плоскости 
. Одновременно
рассчитывались распределение нейтронных звезд по пространственным
скоростям, их пространственное распределение и мера дисперсии.
Вербунт и др. предполагали, что нейтронные звезды имеют такое же
распределение по магнитным полям, что и наблюдаемые радиопульсары:
гауссово в логарифмической шкале. Они также принимали во внимание
детектируемость каждого из моделируемых источников. Авторы пришли
к заключению, что лучше всего описывает наблюдения модель с
затуханием магнитного поля в характерной шкале 
лет, в
которой существенная доля нейтронных звезд рождается со скоростями
ниже 200 км
с
.
Авторы использовали несколько гипотез о начальных условиях и
законах эволюции, которые можно подвергнуть критике. Так, оба
распределения нейтронных звезд по пространственным скоростям были
одномодовыми. Сегодня гораздо более популярным считается
бимодальное распределение по этому параметру. Кроме того,
современные наблюдения указывают, что число высокоскоростных
пульсаров гораздо больше, чем следовало из распределения,
использованного Вербунтом и др. Распределение по магнитным полям,
использованное в данной работе, принципиально не
допускает существования магнитаров. И наконец, в работе Вербунта и
др. не рассматривалась роль наклона магнитного ротатора 
(угла между магнитным моментом и осью вращения) и его эволюции.
Более новая версия ПС пульсаров была выполнена Regimbau и
de Freitas Pacheco [12]. Они
включили в свою модель эволюцию наклона ротатора и
обсуждали возможность появления магнитаров. Сравнение их
результатов с работой Бхаттачария и др. показывает, как изменение
параметров модели ПС сказывается на его результатах. Regimbau и de
Freitas Pacheco добились согласия модели и наблюдений без введения
затухания магнитного поля, но при наличии эволюции (возрастания)
угла со временем. Другой важный вывод работы
[12] связан с магнитарами. Авторы
пришли к заключению, что примерно 23 % нейтронных звезд имеют
поля 
Гс. В их работе не предполагалась бимодальность
распределения по магнитным полям, магнитары появлялись
естественным образом - как хвост распределения обычных
радиопульсаров в сторону наиболее сильных полей.
Другая часть исследований радиопульсаров связана с моделированием их гамма-наблюдений. В работе Gonthier et al. [13] проведен ПС процесса детектирования активных радиопульсаров в жестком диапазоне. Подобное исследование стало актуально в преддверии запуска таких космических аппаратов, как AGILE и GLAST. Gonthier et al. ввели в свою модель ряд новых важных параметров для описания геометрии потоков радио- и гамма-излучения.
Неожиданный результат, полученный в этой работе, - короткое время затухания магнитного поля (в шкале порядка 2.8 млн лет). Предсказания для обсерваторий AGILE и GLAST очень оптимистичны. Gonthier et al. предсказывают, что GLAST сможет зарегистрировать до 600 нейтронных звезд в гамма-лучах.
Бескин и Елисеева [14] исследовали возможность
наблюдения погасших радиопульсаров как гамма-источников. Данная
работа не использует методы ПС, но вносит существенный вклад в
популяционные модели. Авторы (аналитическими методами) построили
распределение "мертвых" (не активных) пульсаров для двух
моделей эволюции угла между осью вращения и магнитной осью.
Насколько нам известно, детальный ПС погасших радиопульсаров с
учетом эволюции еще никем не проводился. Подобное
моделирование может оказать очень важным, так как оно может
изменить наши представления о состоянии старых нейтронных звезд,
которые будут обсуждаться в следующем разделе.
<< 5. Популяционный синтез одиночных | Оглавление | 5.2. Подсчеты нейтронных звезд >>