Моделирование фотосфер нейтронных звезд тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАТО ФЯЗИКО-ТЕХКИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. А.Ф. ИОФФЕ

На правах рукописи

ЗАМИН Вячеслав Евгоаьетач

МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОТОСФЕР НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД /01.03.02 - астрофизика и радиоастрономия/

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискешэ ученой стегана кандидата физйко-метематичвсюн наук

Санкт-Петербург 1993

Рабоуа выделавне в Физлко-техвическом ияетатуте им. А.Ф. Иоффе РАК.

Научный руководитель - кандидат физико-матвматичбскаа: наук

C.А. ШБАНСВ.

Официальные» оппонента: доктор физико-математических наук

D.H. ГНЕДИН.

доктор физико-математических наук Д.И. НАГИРНЕР.

Ведущая оргашэацая: Государственный 4с7ронс<мяч(/скна

институт им. П.К. Ит?ря0ерга (Москва)

Защите состойся (pZbfa/zJ 1994 Г. в часов на заседании сшадаализиро^аннйго совета Д 003.23.01 в Физико-техническсн институте им. А.Ф. Иоффе РАН по адресу 194021, Санкт-Пэтербург, Политехническая ул., 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

специализированного совета Д 003.23.0t кандидат физико-математических наук А.Л. Орбели.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность диссертация. Благодаря работа рентгеновских орбитальных обсерваторий EINSTEHT (1978-1331), EX0SAT (19831386) и ROS AI (1990-1994) накоплен большой на блюда телышЛ материал о 'готовое поверхностном излучении нейтронных звезд. Тепловое излучение обнаружено у нейтронных звезд нескольких типов: BO-горЕцх, ато рентгеновские бврстери в период; вспышек с тогЛ-пиратурой поверхности ? ~ (1-5) 107 К (около двадцати объектов) (Льтз к Джоес, 1S81)во-вторых, радиопульсар», остиваищке изоларовашзш нейтронные ззезда с сильным маг-ант-ным полем В ~ 1012- 1С13 Гс и температурой поверхности Т ~Г.0°К (пять объектов: TSR 0656И4. PSR 1929+10, PSR 1055-52, PSR 0833-45 (Vela) и PSR 0630+18 (Gemlnga)) (Сгедьмац. 1993), в третьих, миллксекундшй пульсар PSR J0437-4715 - изолированная нейтронная свэзда с магнитным полем В < 109 Го и температурой поверхности Г ~ 10б К (Бвккер и Тршпер, 1993).

Тепловое излучение нэйтронЕых звезд формируется в фотосферах - достаточно тонких (0.1 - 100 см) внешни слоях единичной оптической толщины. в которкх отсутствует источники л стоки энергии. Из-за мощной гравитации на поверхности нейтронной звезда (g ~ 1014 см/'с2) плотность вещества в os фотосфере р 10~г-101 г/см3 на много порядков превышает плотность з го сборах обычных звэзд (р ~ 10" -10"6 г/см3; см.. например, Соболев, 1985). При столь высоких плотностях плазма фотосферных слоев может бить неядэалъвой (Хаммер и Михалас, 1988), что сказывается на форшруемих спектрах излучения. Сильное влияние яз тгалоше излучение нейтроннш звезд оказывают и огромные шнтатзые шля. Общий подход к построен®) моделей фотосфер нейтронных зпэзд такой же, как и в классической теории звездзнх фотосфер (Соболев, 1985). Одаяко, зкетремальные фазаческив условия существенно усложняют моделирование.

Сопоставление наблюдательных данных с результатами моделирования фотосфер может дать ценную информации о радиусах и vac-сах нейтронных звезд (Каминкер и др.» 1Э89), о паостояниях до гш. химическом составь фотосЗср, о величине и геомагрли маг-

нитного поля, аффективных температурах поверхности. Б ряде случаев такая информация полезна для изучения внутреннего строения к эволюции нейтронных звезд. В частности, определение эффективных температур поверхности необходимо при анализе остывания нейтронных звезд, что позволяет исследовать фундаментальные свойства вещества сверхядернсй плотности ш внутренних слоях звезд (наличие кварковой маторш, шюниого конденсата, усиленной нейтринной светимости в гагшрокноч веществе; см.. напримор, Петик, 1932). Этим определяется актуальность данной работы.

Целью работы является модел>ировазие фотосфер нейтронных звезд и спектров выходящего иэлучэния с учетом маогочисгенных еф^ектов (хештонкзации излучения, ионизации плазмы давлением, анизотропии раддятэвных процессов в магнитном поле), возникающих при взаимодействии излучения с вещес-тшм в поверхностных слоях звезд.

Научная новизна работы заклотается в следующей.

1. Впервые проведены [ 1 ] точное численное и приближенное аналитическое исследования пространственной даффузш фотонов в горячей однородной плазме в условиях насыщенной коматонжзацяи.

2. Исследовано [23 строение фотосфер и рассчитаны спектры излучения рентгеновских барстеров при светимостях, близких к зддиа^тоновскам (критическим). Найдена аналитическая аппроксимация спектра выходящего излучения 133, удобная для интерпретации наблюдательных данных.

3. Предложен [5] простой и достаточно точный способ учета эффектов нвидеальности плазмы при расчете ионизационного равновесия и спектральной непрозрачности в фотосферах холодных немагнитных нейтронных звозд. Построены модели фотосфер этих звезд, рзссчитаны спектральные и угловые распределения выходящего излучения, с помощью которых качественно объяснены ха-рактеслие особенности в пульсирующей компоненте рентгеновского излучения миллисекундного пульсара РЗИ <10437-4715 (зависимость и высота импульса излучения от энергии фотонов).

1. Разработан эффективный метод построения моделей фото-

сфер иейтроншг ззезд с сильным магнитным полем. Моделирование включает два этапа: сначала используется диффузионное гфлО-гахо-шго [41. затем - обобщенные Л-итерациа для сильно анизотропной сред«. Показано, что точность расчета структура фотосферы в диффузионном приближении достаточна дал вычисления локальных характеристик выходящего излучения и последующего расчета излучения видимой полусферы звезда с учетом распределения магнитного толя и эффективной температуры по поверхности звезда.

5. Впервнэ выполнено систематическое исследований Г6. 7] влияния сяльнсто магнитного поля на структуру фотосфер нейтронных звезд к споктрм выходящего излучения.

6. Проделаны расчеты параметров излучения нейтронной звезда для конкретных распределений магнитного поля и эффективной температуры по поверхности звезда. Результата качественно объясняют (4] характерную величину модуляции теплового излучения радиопульсаров РЭЕ 0656+14. РБЙ 1929+10. РБК 1055-52. РБР. 0630+18.

Научная и практическая значимость. В диссертации построеаа и иссдедоввш модели фотосфер рентгеновских Оарстеров, изолированных холодиих немагнитных нейтронных звезд и холодных нейтронных звезд с сильным магнитным полем. Эти исследования необходимы для интерпретации наблюдений теплового поверхностного излучения нейтроншх звозд на космических обсерваториях. Создано программное обеспечение для моделирования фотосфер нейтронных звезд указанных типов. Результаты рьботы использовалась для интерпретации наблюдений теплового излучения радиопульсаров рентгеновской обсерваторией ЕСБА? (Огельман и аинлей, 1993: Андерсон и др. 1993).

Апробация. Результата диссертации докладывались на сэмана-рах сектора теоретической астрофизики Физико-технического и ю-титута им. А.ф.йоффе РАН,, семюшрах ка-^дры астрофизики Петербургского государственного ушворситете, семинарах кафедры теоретической физики Петербургского технического униворситв-та, на конференция по изолированным пульсарам (Тсос, СМ, фиг—

б

ралъ 1992), конференции по физике нейтронных звезд (Петербург, март -1992), конференции, по физике сильно аевдеальшй плазмы (Рсчэст&р, США., август 1992) и на конференция по физике нвйгроншга звезд (Комар, Турция, сентябрь 1993).

Но теме диссертации опубликовано 7 работ, среда которых 3 работа в материалах конференций и 4- статьи.

Полный объем диссертации составляет 135 страниц машинописного текста, в том числе 44 рисунка и сгисок литературы на б страницах, вюгачавдий 60 наименований. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения.

На зиготу выносятся следуэднэ положения:

1. Метод ж результата чжслеааотс решения задачи о пространственной диффузии фотонов в однородном горячем мое нораля-тнвистской плазмы с учетом коштовияацшх.

2. Моделираваниэ фотосфер а спектров выходящего излучения рентгеновских барстеров со светимостью, близкой к эддингтоновс-кой.Аналитическая аппроксимация рассчитанных спектров излучения нейтронных звезд, удобная для интерпретация нзйяадьнвй вспышек рентгеновских барстэров и определения параметров а тих объектов.

3. Расчеты ионизационного равновесия и непрозрачиостей во-дородио-гелиевых фотосфер холодных нейтронных звезд без магнитного поля с учетом аффектов навдевльвости ялазш. Моделирование фотосфер и спектров излучения холодных нейтронных звезд без магнитного поля.

4. Построение юдели горячего пятна на поверхности холодной нейтронной звезды со слабым магнитным полем и качественное объяснение наблиданий излучения пульсара РБК ¿0437-4715.

5. Численное моделирование фотосфер нейтронных звезд с сильны?,1 магнитным полем.

6. Расчета излучения нейтронной звезда с различными распределениями магнитного юля и эффективной температуры по поверхности звезды. Объяснение основных особенностей наблюдаемого теплового рентгеновского излучения радиопульсаров РБй 0656*14-, РБК 1929-М 0. РББ 1055-52, РБВ 0630И8.

СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ

Зо Введении обоснована актуальность избранной теш, приведен краткий обзор предшествующих работ, обсуадаются новизна, научная и практическая значимость диссертации.

Глава посвящена моделирования) излучаодзх областей рентгеновских барстероп с учетом коштонизашга излучения. Лсслодо-вапиэ основывается на' решения уравнения переноса излучения ($1.1) (Лапидус н др., 1986), используемого и в Главе 2.

з к К к К) ~

(1)

V 3 ^ -Г1 х ^ 0 + ¿5 ) ]•

"в//

Здесь Jv - усредненная по направлениям интенсивность излучения, т - одазгчесжея толщина, - эффективная температура поверхности звезды (определяющая полный поток энергии выходящего излучения). Г^Т(г) - локальна« плазменная температура, В - энергия фотонов. 1<и к Си - коэфАйциеши поглощения п .дару-

зий. В - шинковская (чернотэльнзя) интенсивность излучения, ^ р

t = Т/(пзс~). - касса электрона.

Б 51.2 рассматривается диффузия фотонов с учетом ко.етгояи-зации (второе слагаемое в правой части (1)) в однородной поду-бескопечяой среде с заданном температурой Г и концеятряш; ей электронов. Хотя постановка задачи носит упрощенный характер, точное численное ребенке представляет интерес, так как позволяет детально нрэанализировать влияние коматонизецик на излучение однородной горячей плаамы и отработать методику числелксго ре-зокия кодинейаого уравнения переноса излучения. Ранее русс^вт-ривалась лишь временная даДОузия Стоков (Илларионов и Сшяов. 1972 и 1974; Свняэв и Титарчук, 1930), которая отличается сг пространственной даффузиа, изучаемой в диссертации.

В §1.2 приведены результаты численного решения задача при температурах и концентрациях, тишгсшх для излучмхдил областей рентгеновских барстеров. Получена [1 ] аналитическая аачрсжс-.имз-цкя спектров излучения однородной гюлубескс-нечлой плазмы в ус-

е

ловиях насадендой коматонизации. когда в спектрах появляются характерные особенности - плоское плато в области промежуточных энергий и максимум в области высоких энергий.

В £1^3 рассматривается формирование излучения в однородной области конечных размеров. Данная задача важна для интерпретации рентгеновских спектров аккреционных оболочек и дисков около нейтронных звезд. Согласно Сюняеву и Титарчуку (1960). в атом случае, в пренебрежении тормозным поглощением, комлтонизация приводит к образованию универсального степенного спектра « Е"а при Б « Т . Показатель спектра (к>0) зависит лишь от оптической толщины плазмы и ьв температуры. В действительности, процессы тормозною поглощения и излучения Фотонов существенно ограничивай? возможность образования универсального спектра и его протяженность в область низких энергий. В Л .3 приведены результаты расчетов СП излучения однородного слоя горячей плазмы конечной толщины, в также комптонизации в этом слое более холодаого чорнотельного излучения с учетом свободно-свободных переходов. Сформулированы ограничения на параметры плазмы и яркостную температуру Г1п низкочастотных фотонов, при которых возможно Формирование универсального степенного спектра. Эти ограничения можно представить в виде двух неравенств:

% > 6.5(Г/1 кэВГ"2 и 0.1 >Т1П/Т>2 10"3{ (иЧ"/4(Лв/1018см~3) (Г/10 КЭВГ7'4 ) }1 /э. гдо - толцина слоя по томсоновскому рассеянии, Нд - концентрация электронов. Результаты использованы для оценки Ив во внутренних горячих областях аккреционных дисков рентгеновских барстеров, а также в рентгеновском источнике Лебедь Х-1.

§1 Л посвящен моделированию фотосфер рентгеновских барстеров в момента вспышек. Спектры излучения, наблвдаемые во вспышках, отличаются высоким качеством, позволяющим производить де-та.^ыюэ сравнение с теоретическими моделями. В моменты максимумов мощных вспышек светимости барстеров 1 близки к предельным зддикгтоновским светимостям (Ь > 0.9 1Еаа). что позволяет накладывать дополнительные ограничения на параметры звезда (Ка-минкер и др., 19?9). Пространственные распределения температуры и плотности в фотосферах определяются условиями лучистого и

гидростатического равновесия. При КО.8 1ГсЫ многочисленные модели фотосфер рентгеновских 5ерсте1х>в рассчитаны Лондоном и др (1986). Бабуль и Пачтаский (1937) предложил! приблиаоппый полу-аналитяческий подход для рассмотрения случаев 1>0.9 1-£гк{. Но для проверю! своего подхода о;щ приводи сравнении с результатами при I < С.8 1Ес,а. Тем самым обоснованность подхода не Силе очевидна.

В Я .4 описывается метод моделирования фотосфер и представлены численные результаты для случаев 1>0.9 Показало 12], что при Ъ> 0.95 1СсМ спектры выходящего излучения приобретают особенности, характерные для спектров однородной полубес-конечной плазмы (рис. 1).

Ig Е, кэВ

Рис. 1. Спектры излучения лсдородных (II) и гелиевых (Не) фотосфор рентгеновских барстеров (21. Ускорений силы ч\ч-

14 Г>

жести на поверхности заезда .43 ю см/о". е-L/lrd/i. При спектры имеют г.«р«лтьрш1е ссоСх.ачести - подобие

плато в области промежуточных .чнертай л тшсшская ropo в

ООЛаСТИ ВЫСОКИХ ЭИЭрГйЯ '¡ОТО.юн.

В 51;_5 получена аналитические аппроксимации расчетсз (51.4) температуры влошнего края фотосфер! я энергопесудей часта спектра выходящего излучения, Показано [31, что область применимости полученшх вурэташгл имеет вта

(1-0.02 (8-5У)} < < (1-7 Ю"4, (Г/1 кой^(в-б/)1'2).

Y - весовое содержанке гелия в фотосфере. Пояучеиянэ зттоокси-мационане формулы могно использовать для определения параметров барствров. если их светимость йлкзка к зддокгтоновскоЗ.

Глаза 2 посвящена моделированию фотосфер холодных нейтронных звезд с5зз магнитного ноля (или со слабчм магеитаым полем В < 10° Гс) в условиях неполной ионизации и нзадеольноста фото-сфорной плй&мы. При этом комптоновское расс«яя;ю носущественно и в уравнении переноса (1 ) можно положить t - 0.

В §2.1 описаны постановка задачи к способ ее решении, Используемый метод позволяет совместно рассчитазать структуру фотосферы и угловоэ распределена интенсивности '.юлучетл. Последнее особенно существенно при расчете излучения вадамой поверхности звезды. Этим определяется преимущество данного метода по сравнении с методом, использованным в единственной предшествуйте?. работе (Романа, 1987) по моделирование фотосфер холодных немагнитных нэйтронннх звезд. Угловые распределения, по-лу^етпше в §2.1, использованы в §3.4 дая построения модели горячего пятаа на поверхности звезда.

В §2.2 рассмотрен модельный метод учета аффектов невдеаль-шси шзгмы (ионизации давлением). Метод основан на учете понижения энергия ионизации атома или иона в электрическом микрополе, создаваемом заряажнзыии частицами плазмы, и на введении вероятностей », реализации различных атомных уровней J в этом микрополэ. В ¿2^3 метод использован дая расчета ионизационного равновесия к коэффициентов поглощения фотонов при связанно-сво-Оодзых переходах. При рассмотрении ионизационного равновесия испол:.зов.?нн урэЕнення Саха с модифицированным;! статистическими су уж ми по с-зязанныи состояниям атомоэ и ионов (Хаммер и Махала?. i?8S);

ç

V = е Wj gj ехр[ ^ ]. (2)

где Еу - кратность внрогвдения и энергия ионизации 3-ого уровня.

В ?2.4 показано 153, что используемый метод (52.2) приманим дал моделирования водородао-гелхевых фотосфер нейтронных овозд Со» магнитного поля в интеро^шп для приложений интервалах температур и плотностей. Кроме того, в 82.4 исследовано влияние вида функции распределения ¡«акрополя на излучение Фото-сфарн. Показаио, что ято влаянш несущественно при 1'е/.^>105 К.

Ь у2.5 приведены результаты численного моделирования фотосфер: пространственные распределения температуры, плотности, степеней ионизации, спектры выходящего излучения. Исследована применимость уравнения состояния идеального газа в ряссмотрэп-¡21:; моделях. Если $стссфера состоит из легких элементов и шеет эффективную тешерзтуру > 105 К, то на глубине формирова-

ния виходящэго излучения (в наблюдаемом диапазоне энергий фотонов) параметр шидеальности плазма Г (относение кулоновской и тепловой энергий заршгавннх частиц) не превышает 0.3. Это оправдывает использование уравнения состояния идеального газа (см., например. Ансон, 19ТЗ). Спектры водородно-гелиовнх фотосфер с Та// > Ю" К гораздо жестче чернотельного спектра для той же аффективной тешературы. Пря меньших З1^ в спектрах проявляются силыше фотсионизационзые скачки, которые, наоборот, могут уменьшать интенсивность по сравнения с планковской в широкой области спектра вблизи скачков (рис. 2).

В Главе 3 представлены результаты моделирования горячих

(У ,, ~ Юб К), полностью ионизованных фотосфер нейтронных ** * 1 р звезд с магнитным полем В ~ 10 Гс. В этом случае взаимодействие излучения с веществом определяется лишь поглощением нра свободно-своОодаых переходах и томсоновсгам рассеянием в магнитном поле. Перенос излучения рассмотрен в представлении двух нормальных мод: Г . - необыкновенной (/ = 1) и обыкновенной и = 2) (Гаэдан и Павлов, 1973):

= ^(Й) Г„/Й.а) - (з)

- | | <Й* Г„41й\а> 2£4/(Й\Й) - ¿к

где ц - косинус угла швду направлением распростронения излучения й и нормалью к поверхности фотосферы. - полный коэффициент поглощения, и - коэффициенты истинного поглощения я рассеяния.

Рас. 2. Спектры излучения 15] водородао-гелиевых фотосфер иемах'нитных нейтронных звезд с = 10® К для различных значений шсовот обилия гелия (числа возле кривых). Штриховая кривая соответствует ч&рнотельному спектру с данной аффективной температурой: £ = 2.43 Ю14 см/с?.

В ?3.1 оаисан числе алый метод построения моделей фотосфер нойтрокшх звезд с сильным магнитным полем. Метод включает два эташ. Сшчала решаются уравнения дийфузии для изохронной составлявшей излучения Jv (Камшкер и др. 1902);

Ж К; Ж ^ = ^ [Ка " И \

+ К -^з-у]. (4>

где й ., и з^ - коэффициенты поглощения, диффузии и рассеяния, усродаешше по направлениям излучения. Затем проводится корректировка результатов диффузионного приближения (4] с помощью точных уравнений лореноса излучения (3) по итеративной процедура (обобщение извостного метода Л-итераций (см., например, Михалас, 1982) для среда с сильной анизотропией).

В £3.2 приведены выражения для коэффициентов поглощения при свободно-свободных переходах (электронов I ионов) и томсо-новского рассеяния двух нормальных мод излучения.

В 53.3 анализируется сходимость предложенного метода. Делается важный вшзод о том, что пространственная структура фото-сфоры. рассчитываемая на нервом зтаго, применима для вычисления спектральных и угловых зависимостей выходящего излучения. Это существенно упрощает расчет излучения всей видалой поверхности нейтронной звезда с сильным гагнитным полам. Исследовано [6, 71 влияние сильного магнитного шля на спектры излучения и структуру фотосфер. Магнитное поле приводит к смягченна спектра излучения фотосфера ш сравнению со случаем В=0. Однако, спектр излучения замагниченной фотосферы гораздо жестче чзрнотелъного. При интерпретация наблюдаемых спектров с помощьв результатов 53.3 получаются болов низкие яркостью температуры наблюдаемого излучения, чем при использовании формулы Планка (Огельман и Фшишй, 1993, Андерсон и др.. 1993). Кроме того, в теоретических спектрах фотосфер с магнитным полем появляется ионные циклотронные линии поглощения (рис. 3). Излучение становится сильно (преимущественно линейно) поляризованным и приобретает резкую угловую зависимость (рис. 4).

В рассмотрены возможные приложения описанного выше метода для расчета излучения видимой поверхности нейтронной звезды с учетом различных распределений магнитного поля а эффективной температуры по поверхности звезды. Использованы простое модели поверхностных распределений а магнитного поля: горячее пятно на магнитной полюсе, однородное и слабо неоднородное распределение с дипольным магнитным полем. Модель горячего пятна со слабым магнитным полем позволяет качественно объяснить спектральную зависимость индекса модуляции пульсиру-

Рис.3. Спектры излучения [4] водородных фотосфер нейтрон-

1 2

шс звезд с магнитным полем В = 10 Гс и без магнитного поля с Тв//=10° К и я=2.43 1014си/сг. Сплошная кривая соответствует спектру при вв=о? длинные штрихи - 8^=90° где вд- угол мезду £ и нормалью к поверхности. Короткие штрихи - спектр при Б=0, точки - чернотельный спектр.

ххдвй компоненты рентгеновского излучений мшишсекундаого пульсара РКК .10437-4715. Наличие сильного дапольного магнитного поля даго при однородном распределении по поверхности звезда приводит * модуляции излучения звезды до 30%. Это можот качественно объяснять нэблидеемуя (-• 10-301) модулящга излучения радиопульсаров ?Г>Н 0656+-14 (Финлей и Огельмая, 1993), РЯН 1929+10 (Холфенд. !59?,)> ГЭЙ 1055-52 (Огэлъман и Финлей, 1993). РБИ 0630+18 (Хэльперн и Рудерлан, 1993).

В Знглкчеши сфэрмудатрозаны основные результата диссертации.

\'5

Рис.4. Зависимости суммарной интенсивности ииодпщвго излучения от угла # шаду нормальв к поверхности и направлением вило та фотонов 01=соз(#)> для различных энергий фотонов в кэВ (числа возле кривых). Сплошные линии - 6В=0°, штриховые - 0В=45°, точки - ев=90°.

Основные результаты работа

1. Показано, что формирование универсального степенного спектра 1Х> « Е~а (Е « Т) коштонизованного излучения, прошедшего сквозь однородный горячий слой нэрелятивистской плазмы, возможно при определенных ограничениях на параметра слоя и температуру исходного излучения. Это необходимо учитывать при объяснении спектров внутренних областей аккреционных дисков нейтронных звезд и черных дар.

2. Показано, что энергонесущие части спектров рентгеновских барстеров со светимостями, близкими к критическим, являются виновскими с температурой, равной температуре внешнего края фо-

•госферц и значительнее прешзавдой Предложена простая ана-

литическая аппроксимация адаргонесущай части спектра. Аппроксимация удобна для интерпретациии наблвдаемых спектров вспышек барстэров и позволяет получать ограничения на массы и радиусы звезд, а также расстояния до них.

3. Проведены расчеты углового распределения излучения фотосфер холодал нейтронных звезд со слабым магнитным шлем. Построенная модель горячего пятна на магнитном пожасе звезда позволяет качественно объяснить наблюдаемую пульсирувдум компо-вэнту спектра рентгеновского излучения дадлисекундаого пульсара PSR J0437-4715 (в частности, зависимость фазы и высоты импульса от анергии фотонов).

4. Показано, что даже при постоянной эффективной температуре Т9/у аа поверхности врящавдейся нейтронной звезда изменение величины и/или ориентации. магнитного поля по поверхности приводят к иодуляциа наблюдаемого излучения и влаяэт на температуру внешнего края фотосферы. Так, при мпольиом магнитном поле температура края фотосфер! на магнитном полюсе звезды гораздо вшлэ, чем на ькваторе.

5. Расчеты излучения для простейших распределений магнитного шля и аффективной температуры до поверхности звезда качественно согласуются с наблвдениями теплового излучения радиопульсаров PSH 0656+14-, PSR 1055-52, РЗВ 0630+16, PSK 1929+10. В частности, расчеты объясняет наблюдаемый пульсации излучения с периодом вращения нейтронной звезда, а также изменения фазы и высоты импульса в зависимости от энергии фотонов.

Осдашые материалы диссертации опубликованы в работах:

1. Завдин В.Е., ¡Шабанов U.A. Комтониэоция рентгеновского излучения (5 гипзле axxpetptpyxxjux нейтронных звезд. Астрон. acv 1909, 65, 383.

2. Зовлин D.E., Шибанов D.A. Модели фотосфер рентвенобских барстэров 6ÖMUU. оддин^ттсОсиого предела. Астрон. ж., 1991, 68, 9S9.

3. Pavlov (j. a., Shlbamr Yu.A., Zavljn V.E. Sponîra of X-ttny

bursts at near-Iddington luminosities. Коп. Not. R. Ast. Soc.} 1591. 253, 193.

4. SMtanov Yu.A., Zaviln V.B.. Pavlov G.G., Ventura J. Uodel atmospares and railation of magnetic neutron stas. Aatron. and Astrophys., 1992 , 266 . 313.

5. Zavlln V.B., Pavlov O.G., Shlfcanov Yu.A. Effects of nicrofield distributions and Ionization, lowering potential on ionization equilibrium, opacity and spectra oj radiation from cooling neutron, atara. In: Strongly coupled plasma physics, eda. a. Van Horn. S. Ichlmru. Rochester University Ргезз, 1992.

6. Shlbanov Yu.A., Zavlln 7.B.. Pavlov G.G., Ventura J., PoteKMn A. Yu. Model atmosperea of nognetic neutron stas. In: ibe Physica ol Isolated PuLsara, ейз. К.A. Van Riper. R.I. Epstein, С. Но. Ргос. 1оз Alamos Jioitohop, Cambridge, US 1993,

7. Ventura J.. StLlbanov Yu.A., Zavlln V.B., Pavlov G.G. Modeling anisotropic tfiermal emission from pulsars. In: The Physics oi Isolated Ри1зага. ed3. X.A. Van Riper, R.I. Epstein. С. Ho. Proc. Joa Alamos Fterlrshop. Cambridge, UK 1993, 168.

Список цитируемоJt литературы

Андерсон и др. - Anderson S.B., Cordova I.A.. Pavlov G.G., Robinson G.R., Thaason R.,T. Aatrophys. J., 1993. 414 , 867. ¿ясен - Hansen J.-P. Phys. Rev.., 1973, A8, 3096. Бабуль н Пачшский - Babul A., FaczynsM 3. Astrophys. J.,1^87. 323, 532.

Беккер и Тршпзр - Becker W., Trmper J. Mature, 1993 . 6446, 528. Гнедин D.H., Павлов Г.Г. 2ЭГФ;1973 . 65, 11, 1806. Илларионов А.Ф., Соняев Р.А. Астрон. ж., 1972 . 49. 58. Илларионов А.Ф., Саняев Р.А. Астрон. ж.,1974. 51. 698. Каминкер и др. 1982 - Kaninker A.D., Pavlov G.G.. SMbonov Yu.A. Astrophys. Sp. Scl.,1982. 86. 249.

Каминкер и др. 1989 - Kaminker A.D., Pavlov G.G., SMbonov Yu.A. et al. Aatron. and Astrophys.,1989, 220. 117.

JamiOyc Я.И., Скшев Р.А., Титрчух Л.Г. Письма в Астрон. я., 1986, 12, Э18.

Лондон и др. - lorulori R.A., Tarn R.E., Howard Ш.И. Astrophya. J., 1966, 306,170.

Льшн и Даосс - Imin W.E.G.. Joss P.O. Space Sci. Rav.,1981, 28. 3.

Uuxcuac Л. Звездные атмосферы, U., Мир 1932. Отельная - Ogelvian Ы. In: Ihe Physics of Isolated Pulsars, eda. K.A. Van Riper, R.I. Epateln, С. Ho. Proc. boa Alamos Workshop, Cambridge,1993.

Огельман и Филей - Ogelman E., Flnley J. Astropbys. J. (Letters), 1993 . 413. 137.

Петик - feiWcft (7.«7. Rev. Hod. Phys.>1992, 64. 1133. Ромэни - Rananl R.W. Astrophya, J., 1987, 313, 718. Соболев B.B. Hype теоретической астрофизики. 11.: Наука, 1985. Сшяев и Титарчук - Sunyaev R.A., TitarcTvuk L.G. Aatron. and Astrophya., 1980, 86. 121.

Халыюрн и Рудармяя - Halpern J.P.. Rxxternxm U. Preprint ol Columbia Astrophysics lab.,#512. 1993.

Халфаад - Helfdhd D.J. In: The Phyalcs oi Isolated Pulsars, eds. R.A.. Van Riper, R.I. Bpateln end С. Ho, Proc. Lob А1шпоз Work- shop, Cambridge,1992.

Хамжвр и Михадас - Ншкег D.G., tiihalas D. Astrophys. J., 1988, 331, 794.

Фянлей и Огельман - linley J., Ogelman И. in: She Phyalcs oi Isolated Pulsara, eda. K.A. Van Riper, R.I. Epstein. С. Ho. Proc. Los ДЛышг Workshop, Cambridge, 1993.

РТП ПИЯФ, зак.7?3, тир.100, уч.-изд.л.0,9; ¿0/ХП-1993Г. Бесплатно