Файл: Иноземцев, Г. Г. Незатылованные шлицевые червячные фрезы-1.pdf

Рассмотрим основные свойства фотон-фотонных взаимодействий. В области малых энергий фотонов

только фотон-фотонное рассеяние (2.154). Однако сечение этого про­ цесса очень мало [107]:

и значение фотон-фотонного рассеяния в астрофизике высоких энер­ гий невелико.

становится возможным рождение электрон-позитронных пар при фотон-фотонных столкновениях. Сечение этого процесса сравнимо с сечением комптон-эффекта [107]:

Поэтому время жизни фотонов высоких энергий по отношению к рож­ дению электрон-позитронных пар должно быть сравнимо с временем жизни электронов по отношению к обратному комптон-эффекту (2.150).

Поглощение фотонов при взаимодействии с полем электромаг­ нитного излучения рассматривалось в работах [132, 134, 144—148].

Согласно работе [147] время жизни фотонов, распространяющих­ ся в поле равновесного теплового излучения с температурой Т> представим в виде

98

На рис. 19 показана логарифмическая зависимость вероятности взаимодействия фотонов с равновесным тепловым излучением от величины

(тс2)2

~ЁуТГ

§ 2.6.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЖЕСТКОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ С КОСМИЧЕСКИМ ГАЗОМ

Поглощение жесткого электромагнитного излучения в газе обу­ словлено фотоэффектом, комптон-эффектом и рождением электронпозитронных пар.

Фотоэффект. При малых энергиях фотонов основной механизм поглощения — это фотоэффект (ионизация атомов и молекул газа под действием электромагнитного излучения).

Коэффициент поглощения длинноволнового рентгеновского излу­ чения в межзвездном газе достаточно велик для того, чтобы вызвать заметное поглощение длинноволнового рентгеновского фотона при распространении в межзвездном пространстве. Сечение фотоэффекта быстро возрастает при уменьшении энергии фотонов, и поэтому энергетический спектр источников рентгеновского излучения будет обрезан со стороны малых энергий. Изучая форму энергетического спектра рентгеновских источников в области обрезания, можно по-

лучить сведения о составе и плотности межзвездного газа и расстоя­ нии до источников [149—151].

Сечение ионизации атомарного водорода можно рассчитать ана­

и — V Еу - Et

В астрофизике часто применяют приближенную формулу для сече­

рентгеновского излучения в межзвездном газе [154] можно аппрокси­ мировать выражением

где пн — концентрация атомов водорода в межзвездном газе; Еу — энергия фотонов, кэв. Из соотношения (2.167) следует, что обрезание

100

При высоких энергиях сечение фотоэффекта быстро падает:

где пе — концентрация электронов газа в 1 см'3; R — расстояние до источника, кпс. Отметим, что комптоновское рассеяние фотонов на межзвездном газе не сказывается

цессом поглощения жесткого излучения становится рождение элек- трон-позитронных пар при столкновениях с частицами газа:

Коэффициент поглощения у-излучения, обусловленный рождением пар, связан с радиационной длиной Х0 (см. § 2.3) соотношением

Величины энергий ЕУ1 и ЕУг, разделяющих сферы влияния фото­ эффекта, комптоновского рассеяния и рождения пар, приведены

втабл. 13.

*Влияние комптоновского рассеяния в межгалактическом газе на рас­ пространение фонового рентгеновского излучения рассматривается в § 6.3.

101