А.Ю. Потехин. Рекомбинация водорода в аккреционном канале рентгеновского пульсара.
Астрофизический семинар ФТИ Докладчик: А.Ю. Потехин (ФТИ им. А.Ф. Иоффе) Доклад: Рекомбинация водорода в аккреционном канале рентгеновского пульсара. Авторы: А. Ю. Потехин (1), А. А. Муштуков (2) , В. Ф. Сулейманов (3) , С. С. Цыганков (4) (1) ФТИ им. А.Ф. Иоффе; (2) Mullard Space Science Laboratory, University College London; (3) Institut für Astronomie und Astrophysik, Kepler Center for Astro and Particle Physics, Universität Tübingen; (4) Department of Physics and Astronomy, University of Turku Аннотация: Рентгеновские пульсары представляют собой аккрецирующие нейтронные звёзды с сильным магнитным полем. Плазма, оседающая на такую звезду, войдя в её магнитосферу, движется к магнитным полюсам звезды по аккреционному каналу, образованному магнитными силовыми линиями. При достижении поверхности звезды энергия падения преобразуется, в основном, в рентгеновское излучение с энергиями фотонов, распределёнными в широком диапазоне от единиц до сотен кэВ. Наблюдаемая рентгеновская светимость таких объектов варьируется на несколько порядков - от десятков до миллионов светимостей Солнца. Поскольку аккрецируемое вещество состоит, главным образом, из лёгких элементов, а характерная температура излучающих областей достигает многих кэВ, считается очевидным, что плазма в аккреционном канале практически полностью ионизована. В докладе показано, что даже для водородной плазмы это не всегда так. У рентгеновских пульсаров с особенно низкими темпами аккреции температура плазмы в аккреционном канале может опускаться ниже 100 эВ. Такая температура всё ещё превышает энергию ионизации атома в отсутствие внешних полей, но сильное магнитное поле у поверхности нейтронной звезды увеличивает энергию ионизации в десятки раз, что может приводить к рекомбинации атомов. С использованием ряда упрощающих предположений проведено моделирование теплового баланса аккреционного потока водородной плазмы при низких темпах аккреции с учётом нагрева за счёт комптоновского рассеяния, нагрева за счёт сжатия плазмы в процессе падения, охлаждения тормозным и циклотронным излучением. Рассчитаны профили температуры при разных темпах аккреции. Показано, что в области сильного магнитного поля на расстояниях порядка 100 км от нейтронной звезды при аккреционной светимости ниже 1e35 эрг/с возникает холодный слой с температурой порядка десятков эВ. Выполнены оценки темпов фотоионизации и рекомбинации атомов водорода и расчёты ионизационного равновесия в этом слое. Показано, что его степень ионизации может быть низкой. Литература A. A. Mushtukov, A. Y. Potekhin, V. F. Suleimanov, A. Yu, S. S. Tsygankov. Magnetospheric flows in X-ray pulsars II: Heating, cooling and ionization degree at sub-critical accretion // MNRAS, submitted.
Астрофизический семинар ФТИ Докладчик: А.Ю. Потехин (ФТИ им. А.Ф. Иоффе) Доклад: Рекомбинация водорода в аккреционном канале рентгеновского пульсара. Авторы: А. Ю. Потехин (1), А. А. Муштуков (2) , В. Ф. Сулейманов (3) , С. С. Цыганков (4) (1) ФТИ им. А.Ф. Иоффе; (2) Mullard Space Science Laboratory, University College London; (3) Institut für Astronomie und Astrophysik, Kepler Center for Astro and Particle Physics, Universität Tübingen; (4) Department of Physics and Astronomy, University of Turku Аннотация: Рентгеновские пульсары представляют собой аккрецирующие нейтронные звёзды с сильным магнитным полем. Плазма, оседающая на такую звезду, войдя в её магнитосферу, движется к магнитным полюсам звезды по аккреционному каналу, образованному магнитными силовыми линиями. При достижении поверхности звезды энергия падения преобразуется, в основном, в рентгеновское излучение с энергиями фотонов, распределёнными в широком диапазоне от единиц до сотен кэВ. Наблюдаемая рентгеновская светимость таких объектов варьируется на несколько порядков - от десятков до миллионов светимостей Солнца. Поскольку аккрецируемое вещество состоит, главным образом, из лёгких элементов, а характерная температура излучающих областей достигает многих кэВ, считается очевидным, что плазма в аккреционном канале практически полностью ионизована. В докладе показано, что даже для водородной плазмы это не всегда так. У рентгеновских пульсаров с особенно низкими темпами аккреции температура плазмы в аккреционном канале может опускаться ниже 100 эВ. Такая температура всё ещё превышает энергию ионизации атома в отсутствие внешних полей, но сильное магнитное поле у поверхности нейтронной звезды увеличивает энергию ионизации в десятки раз, что может приводить к рекомбинации атомов. С использованием ряда упрощающих предположений проведено моделирование теплового баланса аккреционного потока водородной плазмы при низких темпах аккреции с учётом нагрева за счёт комптоновского рассеяния, нагрева за счёт сжатия плазмы в процессе падения, охлаждения тормозным и циклотронным излучением. Рассчитаны профили температуры при разных темпах аккреции. Показано, что в области сильного магнитного поля на расстояниях порядка 100 км от нейтронной звезды при аккреционной светимости ниже 1e35 эрг/с возникает холодный слой с температурой порядка десятков эВ. Выполнены оценки темпов фотоионизации и рекомбинации атомов водорода и расчёты ионизационного равновесия в этом слое. Показано, что его степень ионизации может быть низкой. Литература A. A. Mushtukov, A. Y. Potekhin, V. F. Suleimanov, A. Yu, S. S. Tsygankov. Magnetospheric flows in X-ray pulsars II: Heating, cooling and ionization degree at sub-critical accretion // MNRAS, submitted.