Механизмы генерации низкочастотного излучения рентгеновских двойных систем тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ГЛАВНАЯ АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ

На правах рукописи

ЦИОПА Ольга Анатольевна

УДК 537. 8: 524. 354. 6

МЕХАНИЗМЫ ГЕНЕРАЦИИ НИЗКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ

01.03. 02 - Астрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ЛЕНИНГРАД - 1939

Работа выполнена в Главной астрономической обсерватории АН СССР.

Научный руководитель-доктор физико-математических наук

И Н. Гнедин

Официальные оппоненты-доктор физико-математичеоких наук веДУЩИЙ научный сотрудник

ФТИ им. А. Ф. Иоффе Аркадий Зеликович Долгинов -кандидат физико-математичеоких наук старший научный сотрудник ГАШ Владимир Михайлович Липунов Ведущая организация -кафедра теоретической и математической физики ЛПИ им. М. И. Калинина

Зашита диссертации состоится АЧ г п 1989г.

в ''"часов на заседании специализированного совета (шифр К 002. 92.01) по присуждению ученой степени кандидата физико-математических наук при Главной астрономической обсерватории АН СССР (Ленинград, М-140, Пулково, ГАО АН СССР).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАО АН СССР. Автореферат разослан " } 'Д - { 0 1989 г.

Ученый секретарь / /

специализированного совета (РО

Б. К. Багильдинский.

- 3 -

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Исследование рентгеновских двойных источников -одна из современных и фундаментальных задач астрофизики, затрагивающая такие основополагающие вопросы, как эволюция звезд в двойных системах, влияние магнитного поля на кинематику плазмы и ее излучение, происхождение космических лучей. Актуальность темы диссертации заключается в том, что диссертационная работа затрагивает такие принципиальные вопросы астрофизики, как процессы генерации излучения вблизи аккрецирующего объекта

В настоящее время уже построен ряд теоретических моделей, описывающих генерацию рентгеновского излучения в тесных двойных системах. В конце 70-х годов у некоторых из таких объектов было обнаружено радиоизлучение и инфракрасные избытки.

Несмотря на большое число работ, посвященных рентгеновским двойным источникам, проблема генерации их низкочастотного излучения остается еще нерешенной. Возможно, что появление систематического описания конкретных механизмов излучения, способных обеспечить наблюдавшиеся светимости в радио- и инфракрасном диапазонах, будет полезно как для организации более эффективных наблюдений в этих диапазонах, так и для проверки некоторых теоретических моделей основанных на рентгеновских наблюдениях.

Цель диссертационной работы: рассмотреть эффективность различных механизмов генерации низкочастотного излучения вблизи аккрецирующэго объекта, обладающего сильным магнитным полем и сравнить их между собой; провести критический анализ моделей в сопоставлении с наблюдательными данными; продемонстрировать необходимость и возможность наблюдательной проверки моделей, построенных по данным рентгеновских наблюдений.

Научная новизна

1). Впервые предложен и разработан механизм генерации инфракрасного и радиоизлучения рентгеновских двойных систем, которое возникает при высвечивании плазменных колебаний на границе магнитосферы нейтронной звезды. Плазменные колебания возбуждаются при турбулизации плазмы в результате пучковой неустойчивости, которая возникает при взаимодействии аккрецируемого потока плазмы с магнитосферой звезды.

2). Рассмотрен не обсуждавшийся ранее в рентгеновских двойных системах механизм генерации низкочастотного свободно-свободнго излучения в горячих коронах для двух моделей с различной температурой и прозрачностью. Делается вывод о существовании ИК. или УФ избытков для объектов с короной.

3). Впервые проведен расчет гиросинхротронного излучения слаборелятивистских электронов в системах с дисковой аккрецией. Оценены возможные инфракрасные рветимости, обусловленные данным механизмом.

Практическая ценность работы состоит в том, что основываясь на современных представлениях о структуре рентгеновских двойных систем, удалось найти и систематизировать возможные

механизмы,приводящие к ИК. избыткам и радиопотокам, наблюдаемым у некоторых из этих объектов. Построены модели генерации низкочастотного излучения в окрестности нейтронной звезды, входящей в тесную двойную систему с перетеканием вещества. Построение моделей необходимо для понимания процессов, происходящих вблизи аккрецирующего компактного объекта, и интерпретации наблюдательных данных, получаемых методами радиоастрономии, а такие в ИК и УФ диапазонах. Продемонстрировано решающее значение последних для проверки моделей, построенных по данным рентгеновской астрономии. Получение выводы могут оказаться важными для организации скоординированных наблюдений в различных диапазонах длин волн, которым в последнее время уделяется большое внимание.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1) Обоснование плазменного механизма излучения на альвеновской поверхности нейтронной звезды, связанного с возникновением пучковой неустойчивости и турбулизации плазмы потоком аккрецируемых протонов и последующей трансформацией плазменных волн в электромагнитные.

2) Расчет вклада собственного излучения горячей короны рентгеновских двойных систем в общее оптическое и инфракрасное-излучение этих объектов для широкополосной иВУГгцНК-системы, выполненный для двух моделей короны с различными физическими параметрами.

3) Механизм генерации гиросинхротронного излучения слаборелятивистскими электронами в рентгеновских двойных системах с дисковой аккрецией, численное сравнение различных

моделей с данными наблюдений двойных рентгеновских источников.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах астрофизического отдела ГАО АН СССР, на семинарах сектора теоретической астрофизики ФТИ им. А. Ф. Иоффе АН СССР; на семинаре в КрАО, ГАС ГАО и Всесоюзном совещании по физике плазмы в 1984 году.

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, трех глав, Заключения, Приложений и списка литературы, содержащего 98 названий. Она изложена на 103 страницах машинного текста, включает 9 таблиц и 8 рисунков.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована ее цель и основные задачи, здесь же дано краткое описание содержания диссертации и перечислены положения, выносимые на защиту.

Первая глава диссертации посвяшрна вопросу генерации низкочастотного излучения на альвеновской поверхности вблизи компактного компонента двойных рентгеновских систем. В первом параграфе приводится краткий обзор и классификация существующих типов таких систем , а также полный перечень имеющихся наблюдений в радио и инфракрасном диапазонах спектра в сопоставлении с рентгеновскими данными. В основной части главы (второй параграф) обосновывается возникновение плазменного механизма генерации излучения на альвеновской поверхности нейтронной

звезды. Рассмотрена модель сферически-симметричной аккреции, в

которой аккрецируемое вещество свободно падает на компактный

объект до границы магнитосферы , где резко тормозится , обра. ..б

зуя слой так называемой основной плазмы (толщиной ~ 10 см и плотностью ~ 10 ). в этом слое выполняются условия для возникновения пучковой неустойчивости в результате падения на него быстрых протонов ( V" > {0 см/с) потока аккрецируе-мого вещества. Основная плазма турбулизуется, в ней генерируются плазменные колебания, которые затем высвечиваются в радио и ИК диапазонах вблизи ленгмюровской частоты.

Механизм рассмотрен в случае, когда плотность тепловой энергии плазмы превышает плотность энергии плазменных колебаний, и процесс идет квазистационарно. Плотность энергии плазменных волн определена из условия равенства характерных времен генерации и диссипации плазменных колебаний.

В данном параграфе также обсуждается процесс трансформации ленгмюровских волн в электромагнитные. В этом случае существенным оказывается наличие внутреннего магнитного поля в слое основной плазмы. Рассмотрим отдельные примеры с конкретными объектами. Показано, что в предложенной модели генерации низкочастотного излучения отношение его величины к рентгеновскому потоку ( & 40 ) согласуется с наблюдательными данными. Кроме того, корреляция изменения наклона радиоспектра с величиной рентгеновского потока также находит своё естественное объяснение. Поскольку увеличение peнтгeнoвqкoй светимости связано с возрастанием темпа аккреции, что также обусловливает уменьшение альвеновского радиуса и следовательно, увеличение

плотности основного слоя, то в моменты рентгеновского максимума радиоспектр источника должен быть более жестким, т. к. квадрат плазменной частоты пропорционален электронной концентрации.

Во втором параграфе рассмотрено влияние на вышеизложенный процесс аффектов несферичности аккреции. Обсуждается деформация магнитосферы нейтронной звезды звездным ветром и при орбитальном движении. Выяснено, что магнитосфера нейтронной звезды не образует "хвоста", характерного для магнитосфер красных карликов в тесных двойных системах, но ее отклонения от сферичности обусловливают небольшое расширение спектрального диапазона частот излучения из-за вариаций электронной концентрации в слое основной плазмы. В случае дисковой аккреции низкочастотное излучение с альвеновской поверхности аналогично излучению с альвеновской поверхности большего размера при сферически-симметричной аккреции. Однако следует отметить, что для излучения основного потока на плазменной частоте необходимо, чтобы она была больше гирочастоты. Для дисковых систем это условие становится более важным, поскольку на альвеновской поверхности меньшего диаметра магнитное поле сильнее (несмотря на то, что магнитный момент здесь меньше): В(2Й) ^уИ Если же гирочастота больше ленгмюровской, то излучение будет идти в основном на циклотронной частоте. В заключении делается вывод о том, что рассмотреный механизм должен быть существенен для систем со слабо магнитными звездами и большими темпами аккреции.

Вторая глава посвящзна вопросам теплового низкочастотного

излучения двойных рентгеновских систем. В первом параграфе обсуждается "свободно-свободное" излучение генерируемое в аккреционном диске. В качестве примера приводятся оценки для электронной концентрации и размеров диска в приближении полупрозрачной изотермической плазмы для объекта 411 0115+634.

Во втором параграфе этой главы рассмотрено излучение горячей короны, существование которой вокруг аккреционного диска было предсказано по рентгеновским данным. Для объекта 4и 2129+47 была использована модель оптически тонкой цилиндрически- симметричной короны Мак-Клинтока. В диссертации приводятся спектральные кривые для разных значений рентгеновской светимости центрального объекта в сравнении со спектральными кривыми для звезд с различной Тзфф. Делается вывод о том, что при современной чувствительности аппаратуры корону у этого объекта невозможно наблюдать в дальнем Ж-диапазоне. В ближнем Ж (полосы ,1,Н,К) наблюдать можно только на пределе возможностей и довольно трудно разделить общее излучение на отдельные компоненты. Оптимальными для обнаружения короны являются наблюдения в УФ области (II и полосе -гоооА ). Расчеты показывают, что в УФ

полосе ( 1000 4 ) даже слабая корона, существующая вокруг рентгеновского источника со светимостью Ю*5 эрг/с излучает поток иа порядок выше, чем самый допустимо яркий оптический компонент класса КО. В случае объектов с более мощными коронами, их исследование возможно и в ближней Ж-об ласти.

В третьем параграфе второй главы была рассмотрена модель

оптически толстой сферически-симметричной короны, предложенная Уайтом и Хольтом для объекта 411 1822-37. Расстояние до этой системы неизвестно и расчеты различных компонент излучения были проведены для 0=5 кпс. Если спектральный класс оптического компонента поздний, что наиболее вероятно то в этом случае корона может наблюдаться в диапазоне от УФ до ближнего ИК.

В диссертации рассмотрены возможные механизмы образования горячих корон около аккреционных дисков. Кроме того отмечается, что наличие корон, предполагаемое из теоретических соображений, легко объясняет наблюдаете УФ-избытки барстеров.

Третья глава посвящена вопросу генерации инфракрасного и радиоизлучения субрелятивистскими электронами для систем с дисковой аккрецией.

В первом параграфе рассмотрено гиросинхротронное излучение слаборелятивистских электронов, возникающее на границе замагниченного диска и короны. Условия для генерации излучения и его видимости выполняются как раз в этих пограничных областях, где по современным представлениям могут происходить разрывы всплывающих магнитных силовых трубок, что приводит к ускорению частиц. Это явление хорошо известно из физики Солнца. Но поскольку в исследуемых областях магнитные поля сильнее (до "Ю^ Гс), то излучение вблизи внутренней границы диска будет приходиться уже на ИК-диапазон. В перифирийных п 3

областях, где /3 ~ 40 П , будет возникать радиоизлучение.

Во втором параграфе разбирается случай магнитосферы нейтронной звезды обжатой тонким проводящим аккреционным диском. Согласно работам Липунова вблизи внутренней границы

диска магнитное поле центрального объекта имеет особенность, где происходит его усиление. Здесь быстрые электроны могут возникать вследствие тиринга (перезамыкания магнитных силовых линий). Об этом явлении рассказывается отдельно в приложении к диссертации. Поскольку напряженность магнитного поля имеет локальный минимум в плоскости диска вблизи его внутреннего края, то быстрые электроны будут удерживаться в этой области и высвечивать там свою кинетическую энергию в инфракрасном диапазоне. Так, гиросинхротронная светимость в полосе К при стандартных для двойных рентгеновских систем параметрах составляет .

Следует отметить, что предложенный механизм вполне может нести ответственность за быстропеременную составляющую ИК-из-бытков и радиопотоков.

В заключении перечисляются основные результаты диссертационной работы, приводятся сведения об апробации.

В приложении обсуждается возможность генерации низкочастотного излучения при процесоах перезамыкания силовых линий магнитосферы в случае дисковой аккреции.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Е Н. Гнедин, 0. А. Циопа . О происхождении низкочастотного излучения рентгеновских двойных источников, препринт N 992, ФТИ, Ленинград, 1986г.

2. О. А. Циопа. Тепловое излучение короны в двойных

рентгеновских источниках. Деп. ВИНИТИ, 25 марта 87, N 2129-В87, Л. , 1987.

3. Ю. Н. Гнедин, 0. А. Циопа. 0 происхождении низкочастотного излучения рентгеновских двойных источников. Изв. ГАО

, Т. 204, стр. 77-80, 1987.

4. КХ Н. Гнедин, 0. А. Циопа. Гиросинхротронное излучение в рентгеновских двойных системах с дисковой аккрецией. ПАЖ, /-9 £3

г, т. стр.

Подписано к печати 12.07.89. М-28189. Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная I. Печать офсетная. Усл.печ.л. 0.75. Усл. кр.=от. 0.75. Уч.*=изд.л. 0.47. Тираж 130. Тип.зак. № 1777. Бесплатно. Заказное издание.

Ордена Трудового Красного Знамени издательство « Наука". Ленинградское отделение.

199034, Ленинград, В=34, Менделеевская лин., I.

Ордена Трудового Красного Знамени Первая типография

издательства пНаука".

199034, Ленинград, В=34, 9 линия, 12.

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ГЛАВНАЯ АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ

На правах рукописи

ЦИОПА Ольга Анатольевна

УДК 537. 8: 524. 354. 6

МЕХАНИЗМЫ ГЕНЕРАЦИИ НИЗКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ

01.03:02 - Астрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ЛЕНИНГРАД - 1939

- г-

Работа выполнена в Главной астрономической обсерватории АН СССР.

Научный руководитель-доктор физико-математических наук

¡О.Н. Гнедин

Официальные оппоненты-доктор физико-математических наук веДУ-ДИ& научный сотрудник

ФТИ им. А. Ф. Иоффе Аркадий Зеликович Долгинов -кандидат физико-математических наук старший научный сотрудник ГАИШ Владимир Михайлович Липунов

Ведущая организация -кафедра теоретической и математической физики ЛПИ им. М. И. Калинина

Защита диссертации состоится 'Щ Ч • tf_ 1989г.

\чЬ- , *

в 11 часов на заседании специализированного совета (шифр К 002. 92.01) по присуждению ученой степени кандидата физико-математических наук при Главной астрономической обсерватории АН СССР (Ленинград, М-140, Пулково, ГАО АН СССР).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАО АН СССР. Автореферат разослан " . IÖ 1989 г.

Ученый секретарь ß .

специализированного совета Д

Б. К. Багильдинский.

- 3 -

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Исследование рентгеновских двойных источников -одна из современных и фундаментальных задач астрофизики, затрагивающая такие основополагающие вопросы, как эволюция звезд в двойных системах, влияние магнитного поля на кинематику плазмы и ее излучение, происхождение космических лучей. Актуальность темы диссертации заключается в том, что диссертационная работа затрагивает такие принципиальные вопросы астрофизики, как процессы генерации излучения вблизи аккрецирующего объекта

В настоящее время уже построен ряд теоретических моделей, описывающих генерацию рентгеновского излучения в тесных двойных системах. В конце 70-х годов у некоторых из таких объектов было обнаружено радиоизлучение и инфракрасные избытки.

Несмотря на большое число работ, посвященных рентгеновским двойным источникам, проблема генерации их низкочастотного излучения остается еще нерешенной. Возможно, что появление систематического описания конкретных механизмов излучения, способных обеспечить наблюдавшиеся светимости в радио- и инфракрасном диапазонах, будет полезно как для организации более эффективных наблюдений в этих диапазонах, так и для проверки некоторых теоретических моделей основанных на рентгеновских наблюдениях.

Цель диссертационной работы: рассмотреть эффективность различных механизмов генерации низкочастотного излучения вблизи аккрецирующего объекта, обладающего сильным магнитным полем и сравнить их между собой; провести критический анализ моделей в сопоставлении с наблюдательными данными; продемонстрировать необходимость и возможность наблюдательной проверки моделей, построенных по данным рентгеновских наблюдений.

Научная новизна.

1).Впервые предложен и разработан механизм генерации инфракрасного и радиоизлучения рентгеновских двойных систем, которое возникает при высвечивании плазменных колебаний на границе магнитосферы нейтронной звезды. Плазменные колебания возбуждаются при турбулизации плазмы в результате пучковой неустойчивости, которая возникает при взаимодействии аккрецируемого потока плазмы с магнитосферой звезды.

2). Рассмотрен не обсуждавшийся ранее в рентгеновских двойных системах механизм генерации низкочастотного свободно-свободнго излучения в горячих коронах для двух моделей с различной температурой и прозрачностью. Делается вывод о существовании ИК. или УФ избытков для объектов с короной.

3). Впервые проведен расчет гиросинхротронного излучения слаборелятивистских электронов в системах с дисковой аккрецией. Оценены возможные инфракрасные рветимости, обусловленные данным механизмом.

Практическая ценность работы состоит в том, что основываясь на современных представлениях о структуре рентгеновских двойных систем, удалось найти и систематизировать возможные

механизмы,приводящие к ИК. избыткам и радиопотокам, наблюдаемым у некоторых из этих объектов. Построены модели генерации низкочастотного излучения в окрестности нейтронной звезды, входящей в тесную двойную систему с перетеканием вещества Построение моделей необходимо для понимания процессов, происходящих вблизи аккрецирующего компактного объекта, и интерпретации наблюдательных данных, получаемых методами радиоастрономии, а также в ИК и УФ диапазонах. Продемонстрировано решающее значение последних для проверки моделей, построенных по данным рентгеновской астрономии. Получение выводы могут оказаться важными для организации скоординированных наблюдений в различных диапазонах длин волн, которым в последнее время уделяется большое внимание.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1) Обоснование плазменного механизма излучения на альвеновской поверхности нейтронной звезды, связанного с возникновением пучковой неустойчивости и турбулизации плазмы потоком аккрецируемых протонов и последующей трансформацией плазменных волн в электромагнитные.

2) Расчет вклада собственного излучения горячей короны рентгеновских двойных систем в общее оптическое и инфракрасное-излучение этих объектов для широкополосной ШУЯЦНК-системы, выполненный для двух моделей короны с различными физическими параметрами.

3) Механизм генерации гиросинхротронного излучения слаборелятивистскими электронами в рентгеновских двойных системах с дисковой аккрецией. Численное сравнение различных

моделей с данными наблюдений двойных рентгеновских источников.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах астрофизического отдела ГАО АН СССР, на семинарах сектора теоретической астрофиаики ФТИ им. А. Ф. Иоффе АН СССР; на семинаре в КрАО, ГАС ГАО и Всесоюзном совещании по физике плазмы в 1984 году.

11. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, трех глав, Заключения, Приложений и списка литературы, содержащего 98 названий. Она изложена на 103 страницах машинного текста, включает 9 таблиц и 8 рисунков.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована ее цель и основные задачи, здесь же дано краткое описание содержания диссертации и перечислены положения, выносимые на защиту.

Первая глава диссертации посвящена вопросу генерации низкочастотного излучения на альвеновской поверхности вблизи компактного компонента двойных рентгеновских систем. В первом параграфе приводится краткий обзор и классификация существующих типов таких систем , а также полный перечень имеющихся наблюдений в радио и инфракрасном диапазонах спектра в сопоставлении с рентгеновскими данными. В основной части главы (второй параграф) обосновывается возникновение плазменного механизма генерации излучения на альвеновской поверхности нейтронной

звезды. Рассмотрена модель сферически-симметричной аккреции, в которой аккрецируемое вещество свободно падает на компактный объект до границы магнитосферы , где резко тормозится , образуя слой так называемой основной плазмы (толщиной ^ 10е см и плотностью ~ {0 ¿¿с3 )■ В этом слое выполняются условия для возникновения пучковой неустойчивости в результате падения на него быстрых протонов ( V" > № см/с) потока аккрецируе-мого вещества. Основная плазма турбулизуется, в ней генерируются плазменные колебания, которые затем высвечиваются в радио и ИК диапазонах вблизи ленгмюровской частоты.

Механизм рассмотрен в случае, когда плотность тепловой энергии плазмы превышает плотность энергии плазменных колебаний, и процесс идет квазистационарно. Плотность энергии плазменных волн определена из условия равенства характерных времен генерации и диссипации плазменных колебаний.

В данном параграфе также обсуждается процесс трансформации ленгмюровских волн в электромагнитные. В этом случае существенным оказывается наличие внутреннего магнитного поля в слое основной плазмы. Рассмотрим отдельные примеры с конкретными объектами. Показано, что в предложенной модели генерации низкочастотного излучения отношение его величины к рентгеновскому потоку ( 40 ) согласуется с наблюдательными данными. Кроме того, корреляция изменения наклона радиоспектра с величиной рентгеновского потока также находит своё естественное объяснение. Поскольку увеличение рентгеновской светимости связано с возрастанием темпа аккреции, что также обусловливает уменьшение альвеновского радиуса и следовательно, увеличение

плотности основного слоя, то в моменты рентгеновского максимума радиоспектр источника должен быть более жестким, т. к. квадрат плазменной частоты пропорционален электронной концентрации.

Во втором параграфе рассмотрено влияние на вышеизложенный процесс эффектов несферичности аккреции. Обсуждается деформация магнитосферы нейтронной звезды звездным ветром и при орбитальном движении. Выяснено, что магнитосфера нейтронной звезды не образует "хвоста", характерного для магнитосфер красных карликов в тесных двойных системах, но ее отклонения от сферичности обусловливают небольшое расширение спектрального диапазона частот излучения из-за вариаций электронной концентрации в слое основной плазмы. В случае дисковой аккреции низкочастотное излучение с альвеновской поверхности аналогично излучению с альвеновской поверхности большего размера при сферически-симметричной аккреции. Однако следует отметить, что для излучения основного потока на плазменной частоте необходимо, чтобы она была больше гирочастоты. Для дисковых систем это условие становится более важным, поскольку на альвеновской поверхности меньшего диаметра магнитное поле сильнее (несмотря на то, что магнитный момент здесь меньше): В(1Й) у. если же гирочастота больше ленгмюровсксй, то излучение будет идти в основном на циклотронной частоте. В заключении делается вывод о том, что рассмотрений механизм должен быть существенен для систем со слабо магнитными звездами и большими темпами аккреции.

Вторая глава посвящена вопросам теплового низкочастотного

излучения двойных рентгеновских систем. В первом параграфе обсуждается "свободно-свободное" излучение генерируемое в аккреционном диске. В качестве примера приводятся оценки для электронной концентрации и размеров диска в приближении полупрозрачной изотермической плазмы для объекта 411 0115+634.

Во втором параграфе этой главы рассмотрено излучение горячей короны, существование которой вокруг аккреционного диска было предсказано по рентгеновским данным. Для объекта 4и 2129+47 была использована модель оптически тонкой цилиндрически-симметричной короны Мак-Клинтока. В диссертации приводятся спектральные кривые для разных значений рентгеновской светимости центрального объекта в сравнении со спектральными кривыми для звезд с различной Тэфф. Делается вывод о том, что при современной чувствительности аппаратуры корону у этого объекта невозможно наблюдать в дальнем ИК-диапазоне. В ближнем ИК (полосы I,Н,К) наблюдать можно только на пределе возможностей и довольно трудно разделить общее излучение на отдельные компонента Оптимальными для обнаружения короны являются наблюдения в УФ области (II и полосе /)э<рр ~ 2-000/1 ). Расчеты показывают, что в УФ полосе ) даш слабая корона, существующая вокруг

рентгеновского источника со светимостью ~ эрг/с

излучает поток на порядок выше, чем самый допустимо яркий оптический компонент класса КО. В случае объектов с более мощными коронами, их исследование возможно и в ближней ИК-области.

В третьем параграфе второй главы была рассмотрена модель

оптически толстой сферически-симметричной короны, предложенная Уайтом и Холмом для объекта 41) 1822-37. Расстояние до этой системы неизвестно и расчеты различных компонент излучения были проведены для 0=5 кпс. Если спектральный класс оптического компонента поздний, что наиболее вероятно то в этом случае корона может наблюдаться в диапазоне от УФ до ближнего ИК.

В диссертации рассмотрены возможные механизмы образования горячих корон около аккреционных дисков. Кроме того отмечается, что наличие корон, предполагаемое из теоретических соображений, легко объясняет наблюдаемые УФ-избытга барстеров.

Третья глава посвящена вопросу генерации инфракрасного и радиоизлучения субрелятивистскими электронами для систем с дисковой аккрецией.

В первом параграфе рассмотрено гиросинхротронное излучение

слаборелятивистских электронов, возникающее на границе

замагниченного диска и короны. Условия для генерации излучения

и его видимости выполняются как раз в этих пограничных

областях, где по современным представлениям могут происходить

разрывы всплывающих магнитных силовых трубок, что приводит к

ускорению частиц. Это явление хорошо известно из физики

Солнца. Но поскольку в исследуемых областях магнитные поля б

сильнее (до ~ <{0 Гс), то излучение вблизи внутренней границы диска будет приходиться уже на Ж-диапазон. В перифирийных областях, где Р ~ 40 /с , будет возникать радиоизлучение.

Во втором параграфе разбирается случай магнитосферы нейтронной звезды обжатой тонким проводящим аккреционным диском. Согласно работам Липунова вблизи внутренней границы

диска магнитное поле центрального объекта имеет особенность, где происходит его усиление. Здесь быстрые электроны могут возникать вследствие тиринга (перезамыкания магнитных силовых линий]. Об этом явлении рассказывается отдельно в приложении к диссертации. Поскольку напряженность магнитного поля имеет локальный минимум в плоскости диска вблизи его внутреннего края, то быстрые электроны будут удерживаться в этой области и высвечивать там свою кинетическую энергию в инфракрасном диапазоне. Так, гиросинхротронная светимость в полосе К при стандартных для двойных рентгеновских систем параметрах составляет .

Следует отметить, что предложенный механизм вполне может нести ответственность за быстропеременную составляющую ИК-из-бытков и радиопотоков.

В заключении перечисляются основные результаты диссертационной работы, приводятся сведения об апробации.

В приложении обсуждается возможность генерации низкочастотного излучения при процессах перезамыкания силовых линий магнитосферы в случае дисковой аккреции.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. И Н. Гнедин, 0. А. Циопа . 0 происхождении низкочастотного излучения рентгеновских двойных источников, препринт N 992, ФТИ, Ленинград, 1986г.

2. О. А. Циопа. Тепловое излучение короны в двойных

рентгеновских источниках. Деп. ВИНИТИ, 25 марта 87, N 2129-В87, Л. , 1987.

3. Ю. Н. Гнедин, 0. А. Циопа О происхождении низкочастотного излучения рентгеновских двойных источников. Изв. ГАО

, т. 204, стр. 77-80, 1987.

4. КХ Н. Гнедин, 0. А. Циопа. Гиросинхротронное излучение в рентгеновских двойных системах с дисковой аккрецией. ПАЙ,

г, т./Г стр.

Подписано к печати 12.07.89. М-28189. Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная I. Печать офсетная. Усл.печ.л. 0.75. Усл. кр.=от. 0.75. Уч.=изд.л. 0.47. Тираж 130. Тип.зак. № 1777. Бесплатно. Заказное издание.

Ордена Трудового Красного Знамени издательство „Наука". Ленинградское отделение.

199034, Ленинград, В=34, Менделеевская лин., I.

Ордена Трудового Красного Знамени Первая типография

издательства „Наука".

199034, Ленинград, В=34, 9 линия, 12.