Файл: Явления нестационарности и звездная эволюция..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 107

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Т а б л и ц а 4 5

Характеристики некоторых пульсаров по Терзяну (1973), Гревннгу и Уолмсли (1970), Рейхли и Даунсу (1971)

О б о з н а ч е н и е

Г а л а к т и ч е ­

П е р и о д

п у л ь с а р а

с к и й н о м е р

( э к в а т о р и а л ь н ы й ( к о о р д и н а т ы

Р (сек)

н о м е р )

l" , Ъ")

 

П о л у ш и р и н а и м ­ п у л ь с а , (м сек)

К

Е

О

S t

ев „

S Q

П р и р о с т п е р и о д а ,

Р (м с е к /с у т )

Х а р а к т е р н ы й в о з ­ р а с т , т (м л н лет )

Т и п и м п у л ь с а

'о'

с

V.

е н и я

и

щ

г и

я в р а )

а н е р /сек)

Э н е р г и (10« эрг

П о т е р я (К)3* эра

I 1

 

о:

О

в

к

ь.

<Л 2

i t

и в

в»

иЕ

С р ед и , п л о т н о с т ь п о т о к а н а 430 М г ц (янг.к )

П р е д е л т а н г е н ц и а л ь ­ н о й с к о р о с т и (к м ' с е к )

С т е п е н ь п о л я р и з а ­ ц и и и м п у л ь с а , % %

З в е з д н а я в е л и ч . о п т и ч . п у л ь с а р а , m v

Пр и м е ч а ­

ни е

СР 0329+54

14570—192

0,714519

 

6

26,776

0,177

и

S

0,8

3,1

1,8

0,8 1,68

195

16 > 25"5

 

NP 0525+21

183,8—6,9

3,745491

 

181

50,8

3,452

3

D

0,8

0,1

0,2

8,5

0,045

 

25

16,5

в М 1

NP

0531+21

184,6—5,8

0,033130

 

3

56,805 36,526

0,0025

S

2,0 1458

3,7

2,4

0,82

 

PSR

0611+22

188,7+2,4

0,334919

 

6 96,7

4,84

6,19

S

1,5

1,0

0,4

0,3

0,081

 

6

>21

в 1C443

СР 0809+74

140,0+31,6 1,292241 41,8

5,84

0,0138

250

S

0,3

 

 

АР 0823+26

197,0+31,7 0,530660

 

5,9

19,4

0,144

10

S

0,3

5,7

3,6

0,7

0,063 270

12

> 2 5 ,5

в V elX

PSR

0833—45

263,6—2,8

0,089219

 

2

63

10,823

0,023

S

0,5

201 56 тыс 2,3

0,2

16 20

> 2 7

СР 0950+08

228,9+43,7 0,253065

 

8,8

2,965

0,0198

35

S

0,1 24,9

4,5

0,2 0,51

> 2 5 ,6

 

СР 1133+16

241,9+69,2 1,187911 27,7

4,834

0,323

10

D 0,1

1,1

0,7

1,4

0,22

185 33 > 2 4

в SNR?

МР 1154—62

296,7—0,2

0,40052

49,9

320

0,0825

46

 

1,3 10

0,1

 

0,1

126 50

> 1 9 ,5

АР 1237+25

252,2+86,5 1,382449

9,254

С 0,1

0,8

0,8 0,11

 

HP

1508+55.

91,3+ 52,3 0,739678 10,3

84,48

0,545

3

S

0,2

2,9

4,0

1,3

0,047

110

20

> 2 1 ,5

 

PSR

1749—28

1,5—1,0

0,562553

6 50,88

0,705

2,2

S

<1

5,1

14,7

1,5

0,5

 

> 19

 

JP

1858+03

3 7 ,2 -0 ,6

0,655444

170

420

0,116

32

S

< 7

3,7

 

 

0,03

100 10

> 26

в SNR?

СР 1919+21

55,8+ 3,5

1,337301 31,2

12,43

D

0,2

0,9

0 , 2

0,9 0,14

PSR

1929+10

47,4—3,9

0,226517

 

5,3

3,176

0,100

6,2

S

0,2 31,2

31,8

0,4

0,28

 

70 > 2 5 ,5

 

JP

1933+16

52,4—2,1

0,358735

 

8,0 158,53

0,519

1,9

S

>6 12,4

41,6

1,0 0,22

 

12

> 2 3

 

JP 2003+31

69,0—0,0

2,111206

 

25

225

 

120

S

1,2

0,4

 

 

0,02

18 12

 

 

AP

2016+28

68,1—4,0

0,557953

13,9

14,16

0,0129

S

>1

5,1

0,3

0,2 0,17

> 25

 

PSR

2045—16

3 0 ,5 -3 3 ,1

1,961567

79,0

11,51

0,945

5,7

т

0,2

0,4

0,5

3,2

0,061 300

40 > 23

 

IPSR

2154+40

90,5—11,5 1,525264

50

110

 

 

 

 

0,7

 

 

0 , 2

 

 

 

 


П У Л Ь С А РЫ — З В Е З Д Н Ы Е ОСТАТКИ С В Е Р Х Н О В Ы Х

321

II Н-областей получаются различающиеся системы расстоя­ ний. Для далеких высокоширотных пульсаров, находя­ щихся вне галактического диска (последний для свобод­ ных электронов имеет втрое меньшее сжатие, чем для газа), по DM получается лишь нижний предел г. Для части пульсаров имеются и другие независимые оценки рас­ стояний: по шкале расстояний до остатков сверхновых, где найдены пульсары (наиболее надежно) и по наличию радиолинии 2 1 см в поглощении в спектре пульсара (это дает нижний предел расстояния до пульсара в соответст­ вии с предполагаемым расположением спиральных рука­ вов в его направлении). Имеются еше попытки оценивать расстояния по величине межзвездных сцинтилляций (Ланг, 1971) и по гипотетическому соотношению «пе­ риод — светимость» пульсаров (Царевский, 1972; Кавалло, Вентура, 1972) однако еще Венугопал (1971) нашел, что это соотношение для пульсаров должно быть ненадеж­ ным. Действительно, оценки радиосветимости средних импульсов пульсаров на одной и той же частоте иногда различаются на порядок. Характеристики наиболее ин­ тересных пульсаров приводятся в табл. 45.

Из анализа расстояний пульсаров следует, что практи­ чески обнаружены все пульсары с DM 20 пс1см3, т. е. в радиусе 0,7 кпс (Хюиш, 1970). Технически сейчас изме­ римы DM 400 пс1см3, следовательно, пульсары, располо­ женные в галактическом диске далее 13,5 кпс, необнаружимы. Однако для межгалактической среды Ne —

— 0,0001 см~3 (Терзян, 1970) и, например, для пульсаров в М 31 вне HI 1-областей DM > 74 пс1см3, что измеримо.

Пока не ясно, имеют ли пульсары тенденцию концент­ рироваться к спиральным рукавам. Дэвидсон и Терзян (1969) ее обнаружили, а Прентайс (1970) нет. Распределе­ ние пульсаров по галактическим широтам в окрестностях 1 кпс около Солнца имеет максимум на Ъ" = — 2°,5, что указывает на апликату Солнца над плоскостью симметрии распределения пульсаров z0 = 2 0 пс — в согласии с его положением относительно населения спиральных рукавов.

Но

распределение концентрации

пульсаров

по

аплика-

те:

N

(z) = N 0 exp (— | z |/ | z |),

дает средние

| z | =

=

110

пс — намного выше, чем для ОВ-звезд,

их скопле­

ний и остатков сверхновых. Оно близко к распределению «звезд-бегунов», образующихся при взрыве одной из

И Явления нестационарности



322

С В Е РХ Н О В Ы Е З В Е З Д Ы

[Гл. 7

компонент

тесной двойной пары (Блаау,

1961), и, воз­

можно, пульсары и «бегуны» имеют общее происхождение (об этом свидетельствуют и высокие пределы оценок тан­ генциальных скоростей пульсаров, получаемые по ана­ лизу межзвездных осцилляций их радиоизлучений). Бла­ годаря приобретенной при распаде тесной звездной пары скорости пульсары могут покинуть старые остатки сверх­ новых и обнаруживаться вне их (Прентайс, 1970; Царевский, 1972). Однако для окончательных выводов нужны еще дальнейшие исследования. Нотни и др. (1970) пола­ гают, например, что короткопериодические пульсары просто сильнее концентрируются к плоскости Галактики.

2. О п т и ч е с к и й п у л ь с а р . Сталин и Рейфенстейн (1968) обнаружили в Крабовидной туманности радиопульсар NP 0532 с самым коротким периодом. Кок и др. (1969) нашли на его месте пульсирующий с таким же периодом оптический объект, который Линде и др. (1969) отождествил с юго-восточной компонентой централь­ ной пары звезд, давно считавшейся звездным остат­ ком сверхновой (Бааде, 1942) и инжектором релятивист­ ских частиц (Шкловский, 1966). В рентгеновском излу­ чении М 1 также была найдена пульсирующая компонента такого же периода (Фриц и др., 1969), а баллонными экс­ периментами на 10—150 Мэе были также обнаружены следы пульсирующего гамма-излучения (Кинзер и др., 1971), заметно превышающего предел гамма-излучения самой туманности.

Вместе с фотоэлектрическими определениями излуче­ ния пульсара в оптическом и инфракрасном диапазонах (Оук, 1969; Нойгебауэр и др., 1969) теперь имеются оцен­ ки всего электромагнитного спектра этого пока единствен­

ного пульсара, проявляющего

себя во всех диапазонах

(рис. 105).

 

Период NP 0532 измерен с наиболее высокой точностью

и представляется в форме Р =

Р 0 + P0t + Р 0 t2l2, при­

чем первая производная Р 0 =

36,5 нсек/сут получается

очень надежно.

 

Спектр оптического пульсара не имеет линий, поэто­ му его лучевая скорость неизвестна, но тангенциальная скорость может оцениваться по межзвездным сцинтилля­ циям его радиоизлучения, по гипотезе его бегства из ас­


$ 7] П У Л Ь С А РЫ — З В Е З Д Н Ы Е ОСТАТКИ С В Е Р Х Н О В Ы Х

323

социации Gem I (Тримбл, Риз, 1970) и по собственному движению (см. табл. 40). Если взять данные, полученные только с помощью больших телескопов, то среднее расчет­ ное положение звезды в 1054 г. в пределах ошибок сходит­ ся с точкой разлета туманности (Минковский, 1971).

Рис. Ю5.

Электромагнитный спектр

оптического

пульсара

NP 0532. По оси абсцисс — логарифмы частот, по

оси

ординат —

плотности

потоков. Указаны зависимости

потока

от частоты в ра­

диодиапазоне, оптическом спектре и рентгеновском диапазоне.

Поиски других оптических пульсаров в остатках сверх­ новых и на местах известных радиопульсаров пока безус­ пешны. С другой стороны, радиопульсары найдены еще

вПарусах-Х и возле 1C 443 (табл. 45). Были предприняты попытки рассчитать возможный характер радиопульсаров

воптическом и инфракрасном диапазонах (тер Хаар, 1971), но даже в Парусах-Х оптический пульсар получился слабее 25т (Пачини, 1971), а его поиски даже до 27т были безрезультатны (Ласкер и др., 1972).

Раппопорт и др. (1973) обнаружили с помощью рентге­

новского телескопа, установленного на ракете, яркий то­ чечный рентгеновский источник в центре волокнистой туманности в Лебеде. Его излучение более жестко, чем рентгеновское излучение самого остатка оболочки этой сверхновой. Температура источника соответствует

11*

324

С В ЕРХ Н О В Ы Е З В Е З Д Ы

[Гл 7

тепловому

излучению в 2 млн. градусов. По-видимому, это

звездный остаток сверхновой или излучение примыкаю­ щей к нему среды.

3. П у л ь с а р к а к н е й т р о н н а я з в е з д а. Классическая теория нейтронных звезд рассматрива­

ла их как продукт эволюции звезд,

имевших

массу в

1 — 2 SK®, из стадии красных гигантов, когда после выгора­

ния в звездных

недрах «ядерного» горючего начинается

быстрое (— 0 , 1

сек) гравитационное

сжатие

(коллапс),

останавливаемое при достижении звездой ядерной плот­ ности (~ 1014 г/см3) силами ядерной упругости. Сжатие разрушает атомные ядра, превращая их в нейтроны (нейтронизация вещества), а избыточные температура и плот­ ность вызывают быстрые ядерные реакции легких ядер, имеющие взрывной характер. Сильная ударная волна, возникшая при взрыве, выбрасывает часть массы звезды — газовый остаток оболочки сверхновой, а из остальной формируется нейтронная звезда.

Стандартная модель нейтронной звезды характеризу­ ется следующими данными: радиус звезды при массе по­ рядка солнечной — 1 0 км, а радиус ее вырожденного ней­ тронного ядра —9 км (температура его 10 млрд, градусов, плотность на периферии ядра ~ 10 11 г!см3). Слой толщи­ ной в 1 км, окружающий ядро, состоит из атомных ядер,

перенасыщенных

нейтронами, а самый наружный

слой

(0 ,1 — 1 см) — из

невырожденных ядер железа и

более

тяжелых элементов. Температура поверхности — 1

млн.

градусов, плотность -~107 г1см3. При указанной плотности возможно образование кристаллизованной коры.

Уменьшение радиуса звезды в 105 раз при сохранении момента углового вращения ведет к уменьшению периода вращения, имевшегося у звезды до коллапса, до 0 , 0 1 мсек. Но в действительности такой период для образующейся нейтронной звезды невозможен из-за большой центробеж­ ной силы на поверхности, которая в этом случае превы­ сила бы силу тяготения звезды. Самый короткий период у нейтронной звезды стандартных размеров должен быть около 2,6 мсек. Вращательная энергия стандартной ней­ тронной звезды 7-10ie IP2эрг (Голд, 1969) может обеспе­ чить активность остатка сверхновой в течение его сущест­

вования.

Например, энергия вращения пульсара в М 1

1 0 50 эрг,

ее потеря, оцениваемая по возрастанию периода,