Виды звёзд
<<  Нейтронная звезда СВЕРХНовые Звезды  >>
Великое объединение нейтронных звезд
Великое объединение нейтронных звезд
Нейтронные звезды – экстремальные источники
Нейтронные звезды – экстремальные источники
Новый зоопарк нейтронных звезд
Новый зоопарк нейтронных звезд
Радиопульсары
Радиопульсары
Магнитары
Магнитары
Центральные компактные объекты в остатках сверхновых
Центральные компактные объекты в остатках сверхновых
Центральные компактные объекты
Центральные компактные объекты
Антимагнитары
Антимагнитары
Великолепная семерка
Великолепная семерка
RRATs – Вращающиеся радиотранзиенты
RRATs – Вращающиеся радиотранзиенты
Темп рождения нейтронных звезд
Темп рождения нейтронных звезд
Великое объединение нейтронных звезд
Великое объединение нейтронных звезд
Кентавры и оборотни
Кентавры и оборотни
Спокойный магнитар
Спокойный магнитар
Магнитары со слабыми магнитными полями
Магнитары со слабыми магнитными полями
Транзиентное радиоизлучение от АРП
Транзиентное радиоизлучение от АРП
Еще один АРП в радио
Еще один АРП в радио
Транзиентный магнитар
Транзиентный магнитар
Полурадиопульсар - полумагнитар
Полурадиопульсар - полумагнитар
Вспышки транзиента
Вспышки транзиента
RRAT, похожий на М7
RRAT, похожий на М7
Всплески пульсара B0656+14
Всплески пульсара B0656+14
RRAT – это пульсары
RRAT – это пульсары
Три основных ингредиента
Три основных ингредиента
Затухание магнитного поля
Затухание магнитного поля
Затухание магнитного поля
Затухание магнитного поля
Наблюдения vs
Наблюдения vs
Затухают ли поля обычных радиопульсаров
Затухают ли поля обычных радиопульсаров
Холловский каскад и аттрактор
Холловский каскад и аттрактор
Холловский каскад для пульсаров
Холловский каскад для пульсаров
Вспышки магнитаров за счет затухания магнитного поля
Вспышки магнитаров за счет затухания магнитного поля
Остывание и Великое объединение нейтронных звезд
Остывание и Великое объединение нейтронных звезд
Эволюционные треки на диаграмме период-производная периода
Эволюционные треки на диаграмме период-производная периода
Глобальный популяционный синтез: M7, магнитары и пульсары
Глобальный популяционный синтез: M7, магнитары и пульсары
Эволюция центральных компактных источников
Эволюция центральных компактных источников
Где старые CCO
Где старые CCO
Свойства магнитных полей – ключ к единой модели
Свойства магнитных полей – ключ к единой модели
Как поле зарывают
Как поле зарывают
Всплывающее поле: модель
Всплывающее поле: модель
Другая модель всплытия
Другая модель всплытия
Пульсары со всплывающим полем на диаграмме P-Pdot
Пульсары со всплывающим полем на диаграмме P-Pdot
Эволюция пульсаров с изменяющимся полем
Эволюция пульсаров с изменяющимся полем
“Спрятанные” магнитары
“Спрятанные” магнитары
Зарытое поле в Kes79
Зарытое поле в Kes79
RCW 103 как «скрытый» магнитар
RCW 103 как «скрытый» магнитар
Схема модели
Схема модели
Моделирование тепловой вспышки
Моделирование тепловой вспышки
Сверхновая 1987А
Сверхновая 1987А
SN1987A: рождение в двойной
SN1987A: рождение в двойной
В сверхновой 1987А «спрятан» магнитар
В сверхновой 1987А «спрятан» магнитар
Подведем итоги …
Подведем итоги …
Нейтронные звезды в обзорах
Нейтронные звезды в обзорах
Широкое распределение по начальным периодам
Широкое распределение по начальным периодам
Затухание магнитного поля и начальный период
Затухание магнитного поля и начальный период
Истинные и реконструированные начальные периоды
Истинные и реконструированные начальные периоды
Другая возможность: всплывающее поле
Другая возможность: всплывающее поле
Магнитное поле и температура
Магнитное поле и температура

Презентация на тему: «Великое объединение нейтронных звезд». Автор: Sternberg. Файл: «Великое объединение нейтронных звезд.ppt». Размер zip-архива: 7863 КБ.

Великое объединение нейтронных звезд

содержание презентации «Великое объединение нейтронных звезд.ppt»
СлайдТекст
1 Великое объединение нейтронных звезд

Великое объединение нейтронных звезд

Сергей Попов (ГАИШ МГУ)

2 Нейтронные звезды – экстремальные источники

Нейтронные звезды – экстремальные источники

Сверхсильные магнитные поля (больше швингеровского) Сильная гравитация (радиус порядка 3-4 шварцшильдовских) Сверхплотное вещество (в центре плотность выше ядерной)

3 Новый зоопарк нейтронных звезд

Новый зоопарк нейтронных звезд

… Но остается вопрос: почему разные???

В последние 15 лет стало ясно, что нейтронные звезды могут рождаться очень разными, совсем непохожими на обычные радиопульсары типа Краба. Компактные рентгеновские источники в остатках сверхновых Аномальные рентгенов. пульсары Источники мягких повторяющихся гамма-всплесков Великолепная семерка Гамма источники Транзиентные радиоисточники...

4 Радиопульсары

Радиопульсары

5 Магнитары

Магнитары

Магнитные поля 1014–1015 Гс

Нейтронные звезды, чья активность в основном связана с выделением энергии магнитного поля. Обычно поля очень велики.

Основными кандидатами в магнитары являются аномальные рентгеновские пульсары и источники мягких повторяющихся гамма-всплесков.

Расходуется энергия магнитного поля. Иногда – постепенно, иногда – в виде вспышек.

6 Центральные компактные объекты в остатках сверхновых

Центральные компактные объекты в остатках сверхновых

Антимагнитары?

… Или «подпольные магнитары?

7 Центральные компактные объекты

Центральные компактные объекты

Для трех источников есть данные в пользу того, что у них слабые магнитные поля при относительно больших (>100 мсек) периодах: 1E 1207.4-5209 в PKS 1209-51/52, PSR J1852+0040 в Kesteven 79, PSR J0821-4300 в Puppis A

Puppis A

[see Halpern et al. arxiv:0705.0978 and 1301.2717]

8 Антимагнитары

Антимагнитары

Заметим, что для антимагнитаров «нет места» с точки зрения темпа их рождения.

Ho 1210.7112 New results 1301.2717

9 Великолепная семерка

Великолепная семерка

Имя

Период, с

RX 1856

7.05

RX 0720

8.39

RBS 1223

10.31

RBS 1556

3.39?

RX 0806

11.37

RX 0420

3.45

RBS 1774

9.44

Радиотихие Близкие Тепловые Длинные периоды Детали в спектре

10 RRATs – Вращающиеся радиотранзиенты

RRATs – Вращающиеся радиотранзиенты

Открыты в 2006.

arXiv: 1109.6896

11 Темп рождения нейтронных звезд

Темп рождения нейтронных звезд

Слишком много!!!!!! Не хватает даже сверхновых! Значит, есть какие-то связи, какие-то переходы между разными типами.

[Keane, Kramer 2008, arXiv: 0810.1512]

12 Великое объединение нейтронных звезд

Великое объединение нейтронных звезд

Молодые нейтронные звезды бывают очень разными!

Можно ли их все объединить в рамках единой эволюционной модели?

13 Кентавры и оборотни

Кентавры и оборотни

Есть нейтронные звезды, которые проявляют свойства, характерные для разных типов объектов.

14 Спокойный магнитар

Спокойный магнитар

Часто магнитары обнаруживают по их активности: гамма-вспышкам и высокой рентгеновской светимости. Обнаружен по радионаблюдениям Поле B~3 1014 Гс Видимо, это первый магнитар, открытый в спокойном состоянии. А может быть, это – недомагнитар, которому «чего-то не хватает». PSR J1622–4950 обнаружен в радиообзоре как пульсар с периодом 4.3 сек. Неспокойное поведение в радиодиапазоне

Chandra

ATCA

arXiv: 1007.1052

15 Магнитары со слабыми магнитными полями

Магнитары со слабыми магнитными полями

SGR 0418+5729 и swift J1822.3–16

16 Транзиентное радиоизлучение от АРП

Транзиентное радиоизлучение от АРП

XTE J1810-197 Изображение ROSAT и XMM до и после всплеска.

Во время активной фазы от источника было зарегистрировано радиоизлучение. Были отчетливо видны пульсации на периоде вращения нейтронной звезды.

(Camilo et al. astro-ph/0605429)

17 Еще один АРП в радио

Еще один АРП в радио

1e 1547.0-5408 P= 2 с SNR G327.24-0.13

Темп замедления заметно менялся. Также источник демонстрирует слабые всплески, как у МПГ (Rea et al. 2008)

Радио

[Одновременно!]

Рентген

0802.0494 (см. Также arxiv:0711.3780 )

18 Транзиентный магнитар

Транзиентный магнитар

PSR J1622–4950

Рентгеновский поток уменьшается вот уже несколько лет. Возможно, источник был активен ранее.

1203.2719 See also 1204.2045

G333.9+0.0 Остаток сверхновой ?

19 Полурадиопульсар - полумагнитар

Полурадиопульсар - полумагнитар

PSR J1846-0258 P = 0.326 сек B = 5 1013 Гс

Возраст 884 года. Самые большие энергопотери среди обычных пульсаров.

0802.1242, 0802.1704

20 Вспышки транзиента

Вспышки транзиента

Пульсар увеличил свою светимость в рентгеновском диапазоне. Пульсации стали заметнее. Начались вспышки.

Gavriil et al. 0802.1704

21 RRAT, похожий на М7

RRAT, похожий на М7

RRAT J1819-1458

0710.2056

22 Всплески пульсара B0656+14

Всплески пульсара B0656+14

astro-ph/0606345

23 RRAT – это пульсары

RRAT – это пульсары

Vela

PSR J1646–6831

J1647–36

J1226–32

1212.1716

24 Три основных ингредиента

Три основных ингредиента

25 Затухание магнитного поля

Затухание магнитного поля

Модель, основанная на затухании поля, темп которого зависит от величины начального поля, позволяет установить связи между разными типами источников.

arXiv: 0710.4914 (Aguilera et al.)

Важны разные составляющие поля, а не только те, которые мы можем оценить, наблюдая замедление пульсаров.

26 Затухание магнитного поля

Затухание магнитного поля

Можно использовать массивные рентгеновские двойные для проверки моделей эволюции магнитного поля на временах >1 млн лет.

1112.1123 arXiv: 0710.4914 (Aguilera et al.)

27 Наблюдения vs

Наблюдения vs

теория

Мы использовали наблюдения рентгеновских двойных с Ве-звездами в Малом Магеллановом Облаке, чтобы оценить их магнитные поля, а затем сравнить с предсказаниями модели затухания поля Понса и др.

Чашкина, Попов 2012

28 Затухают ли поля обычных радиопульсаров

Затухают ли поля обычных радиопульсаров

Практически с момента открытия радиопульсаров идут споры: затухает ли их магнитное поле со временем или нет. Неоднократно появлялись противоречащие друг друг результаты.

Проблема может быть в том, что эволюция магнитного поля не постоянна во времени. То поле убывает сильнее, то остается почти постоянным. Кроме того, скорость такой эволюции может быть разной для разных пульсаром (например, из-за разной величины самого поля).

29 Холловский каскад и аттрактор

Холловский каскад и аттрактор

http://www.physics.mcgill.ca/~kostasg/research.html

Одна из важных составляющих эволюции магнитного поля – Холловский каскад – может выйти на стадию аттрактора, когда эволюция практически остановится.

30 Холловский каскад для пульсаров

Холловский каскад для пульсаров

Игошев, Попов (в работе)

31 Вспышки магнитаров за счет затухания магнитного поля

Вспышки магнитаров за счет затухания магнитного поля

В сценарии с затухающим полем можно промоделировать и вспышечную активность. Вспышки происходят из-за растрескивания коры. Затухание поля приводит к напряжениям в коре, не компенсируемыми пластическими деформациями. Когда напряжение достигает критического уровня, кора трескается, и выделяется энергия.

1101.1098

Понс и др.

32 Остывание и Великое объединение нейтронных звезд

Остывание и Великое объединение нейтронных звезд

1301.2814 1111.2877

Одно исследование показывает, что радиопульсарыс большим полем не являются существенно более горячими, чем нейтронные звезды со стандартными полями. Другое же показывает, что некоторые молодые пульсары с большими полями являются горячими, как объекты М7. Возможно, велика роль тороидальных полей. Также на разных стадиях эволюции могут работать разные режимы затухания магнитного поля.

33 Эволюционные треки на диаграмме период-производная периода

Эволюционные треки на диаграмме период-производная периода

Цвет кодирует температуру поверхности Начало трека 103 лет, конец трека ~3 106 лет.

Kaplan & van Kerkwijk arXiv: 0909.5218 0910.2190

34 Глобальный популяционный синтез: M7, магнитары и пульсары

Глобальный популяционный синтез: M7, магнитары и пульсары

Все три типа можно объяснить одним начальным распределением.

M7

M7

Магнитары

PSRs

<Log(b0/[G])>= 13.25, ?logb0=0.6, <p0>= 0.25 с, ?p0 = 0.1 с

35 Эволюция центральных компактных источников

Эволюция центральных компактных источников

Среди молодых нейтронных звезд около трети могут быть связаны с CCO. Если они все – антимагнитары, то мы ожидали бы, что среди массивных рентгеновских двойных также около трети нейтронных звезд имеют низкие магнитные поля. Они должны иметь короткие периоды <1 с. Но таких нет. Единственный выход: всплытие магнитного поля!

36 Где старые CCO

Где старые CCO

Яковлев, Петик

Согласно моделям остывания они должны быть горячими до ~105 лет. Мы полагаем, что данные по массивным двойным и остывающим нейтронным звездам свидетельствуют в пользу всплывания поля на временах 104 ? ? ? 105 лет.

37 Свойства магнитных полей – ключ к единой модели

Свойства магнитных полей – ключ к единой модели

Магнитные поля нейтронных звезд отвечают за многие их наблюдательные проявления

Внешние поля могут расти и уменьшаться. В итоге, мы будем видеть разные источники на разных стадиях. Видимо, мы близки к построению единой модели эволюции.

Geppert et al.

Bernal et al.

38 Как поле зарывают

Как поле зарывают

1212.0464

Бернал и др.

Для 60 мсек

39 Всплывающее поле: модель

Всплывающее поле: модель

Одномерная модель всплытия

Штрих – поле в коре, пунктир – поле в ядре

Хо 2011

40 Другая модель всплытия

Другая модель всплытия

2D модель затухания поля Омическая диффузия доминирует во всплытии поля. Но холловский вклад также может быть важен. Вычисления подтверждают, что возможно всплывание в диапазоне времен до 103-105 лет. B0p=1014 Гс

Понс, Вигано

41 Пульсары со всплывающим полем на диаграмме P-Pdot

Пульсары со всплывающим полем на диаграмме P-Pdot

Можно предположить, что «появляющиеся» пульсары имеют такие параметры: P~0.1-0.5 с B~1011-1012 Гс У них могут быть отрицательные индексы торможения или хотя бы n<2. Известно около 20-40 источников с такими параметрами. Параметры «появившихся» пульсаров могут быть подобны параметрам пульсаров из предложенной популяции «впрыснутых». Современный анализ говорит о том, что гипотеза о «впрыснутых» пульсарах не закрыта.

arXiv: 1109.2740

Эспиноза и др

42 Эволюция пульсаров с изменяющимся полем

Эволюция пульсаров с изменяющимся полем

Три стадии: n<=3 обычное + всплывающее n>3 Омическое затухание поля осцилляции и большой n – холловский дрифт

1209.2273

Гепперт и др.

43 “Спрятанные” магнитары

“Спрятанные” магнитары

Kes 79. PSR J1852+0040. P~0.1 с Shabaltas & Lai (2012) показали, что сильные пульсации излучения источника в Kes 79 можно объяснить, если поле в коре велико: >1014 Гс.

Halpern, Gotthelf 2010

Если поле закапывали быстро, то современный период вращения может быть равен начальному!

arXiv: 1307.3127

Kes 79

44 Зарытое поле в Kes79

Зарытое поле в Kes79

Идея авторов была в том, чтобы реконструировать по кривой блеска распределение температуры по поверхности, а потом посмотреть, какая конфигурация поля могла бы дать такое распределение.

Очень большая доля пульсирующего излучения (64%) в антимагнитаре в Kes 79. Большое подповерхностное поле могло бы объяснить наличие компактных горячих пятен. Значит, поле было «зарыто» в результате эпизода мощной возвратной аккреции.

1110.3129

45 RCW 103 как «скрытый» магнитар

RCW 103 как «скрытый» магнитар

Kes 79 выглядит спокойным .... ...А вот RCW 103 – нет!

Поток излучения Температура Переменность Профиль импульса

De Luca et al. (2006)

46 Схема модели

Схема модели

Кауров

47 Моделирование тепловой вспышки

Моделирование тепловой вспышки

Параметры выбраны так, чтобы описать данные наблюдений RCW103 (расчеты A. Каурова)

Popov, Kaurov, Kaminker, in press

Данные наблюдений показаны крестиками. Рассчитана тепловая светимость в модели выделения энергии магнитного поля в коре нейтронной звезды.

48 Сверхновая 1987А

Сверхновая 1987А

Удивительная структура оболочек сверхновоой 1987А может быть связана с двойственностью звезды-прародителя.

Наблюдения

Модель

49 SN1987A: рождение в двойной

SN1987A: рождение в двойной

http://www.astronet.ru/db/msg/1221157

50 В сверхновой 1987А «спрятан» магнитар

В сверхновой 1987А «спрятан» магнитар

С самого начала после всрышки сверхновой 1987А там искали пульсар. И даже несколько раз (!) нашли … Однако ….

Пока нет никаких надежных указаний, что там вообще есть хоть какая-то нейтронная звезда. Учитывая, что ее прародителем была двойная система, можно предположить, что там находится «скрытый» магнитар!

51 Подведем итоги …

Подведем итоги …

Наблюдаемое многообразие молодых одиночных нейтронных звезд надо объяснять в рамках единой модели Главным компонентом в таком сценарии оказывается магнитное поле Магнитное поле может очень сложным образом эволюционировать, что влияет на все проявления нейтронной звезды (ее температуру, период, светимость, …) Первые попытки уже увенчались успехом, но нужно строить более сложные, более полные модели Также необходимы новые наблюдения, особенно касающиеся переходных стадий и смены типов активности

52 Нейтронные звезды в обзорах

Нейтронные звезды в обзорах

Статьи сортируются по темам. Обзоры отдельно выделяются.

53 Широкое распределение по начальным периодам

Широкое распределение по начальным периодам

1301.1265

Распределение основано на кинематических возрастах. Средний возраст – несколько миллионов лет. В работе Попов, Туролла использовалась другая популяция со средним возрастом несколько десятков тысяч лет.

54 Затухание магнитного поля и начальный период

Затухание магнитного поля и начальный период

Наличие затухания магнитного поля будет влиять на реконструируемое распределение по начальным периодам.

Экспоненциальный распад с ?=5 млн лет. <P0>=0.3 с, ?P=0.15 с; <log B0/[Гс]>=12.65, ?B=0.55

Igoshev, Popov MNRAS 2013 arXiv: 1303.5258

?<107 лет, 105<t

105<t<107 лет

55 Истинные и реконструированные начальные периоды

Истинные и реконструированные начальные периоды

Igoshev, Popov MNRAS 2013 arXiv: 1303.5258

Посмотрим, насколько изменяются начальные периоды, если мы не примем во внимание затухание магнитного поля.

56 Другая возможность: всплывающее поле

Другая возможность: всплывающее поле

Проблема касается лишь шести пульсаров с самыми длинными периодами вращения. Можно ли их «спрятать» в молодой популяции? Так, чтобы они стали видны лишь при возрасте более млн. лет.

Igoshev, Popov MNRAS 2013 arXiv: 1303.5258

Да! Всплывающее поле!!! Возможно, нам тогда понадобятся корреляции между разными параметрами

57 Магнитное поле и температура

Магнитное поле и температура

Teff ~ Bd1/2

Линия соотвествует балансу между нагревом за счет затухания поля и остыванием. Ожидается, что звезды в начале идут вниз до этой линии, а потом двигаются влево по ней. Селективные эффекты недостаточно изучены. Необходимо детальное популяционное моделирование.

(astro-ph/0607583) Pons et al.

«Великое объединение нейтронных звезд»
http://900igr.net/prezentacija/astronomija/velikoe-obedinenie-nejtronnykh-zvezd-128361.html
cсылка на страницу
Урок

Астрономия

26 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по астрономии > Виды звёзд > Великое объединение нейтронных звезд