html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Радиоизлучение пульсаров объяснили гравитационным расщеплением энергий электронов


N. Tepliakov et al. / The Astrophysical Journal

Ученые из ИТМО объяснили радиоволновое излучение пульсаров переходами электронов между уровнями энергии, возникающими из-за отталкивания заряженных частиц от двойного электрического слоя и гравитационного притяжения звезды. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Пульсары представляют собой быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые обладают сильным магнитным полем и периодически испускают мощные импульсы электромагнитного излучения — начиная радиоволновым диапазоном и заканчивая жестким гамма-излучением. Механизмы генерации рентгеновского и гамма-излучения в изолированной нейтронной звезде изучены достаточно хорошо, однако общепринятой модели, объясняющей излучение пульсарами радиоволн, пока еще нет. Например, «антенный механизм» предполагает, что излучающие частицы находятся в небольших областях, размеры которых много меньше длины волны излучения; по другим теориям, излучение образуется в результате движения заряженных частиц вдоль искривленных линий напряженности магнитного поля или из-за комптоновского рассеяния в релятивистской плазме. Все предложенные механизмы полагаются на тот факт, что яркостная температура радиоизлучения значительно превосходит кинетическую энергию частиц нейтронной звезды. Это значит, что частицы излучают волны когерентно, то есть на одной и той же частоте.

Группа ученых из Университета информационных технологий, механики и оптики предложила еще один механизм генерации радиоизлучения пульсарами, предполагающий, что расположенные над поверхностью звезды электроны переходят между возникающими в гравитационном поле уровнями энергии. По словам ученых, этот механизм хорошо согласуется с наблюдаемыми частотами радиоизлучения, приходящего от пульсаров.

В рассмотренной учеными модели уровни энергии возникают по следующей причине. Из-за сильного гравитационного поля звезды окружающая ее плазма поляризуется — входящие в ее состав тяжелые ионы и легкие электроны «растаскиваются» в направлении, перпендикулярном поверхности. В результате в верхних слоях «атмосферы» пульсара возникает заряженный двойной электрический слой (electric double layer, EDL). С одной стороны, электроны отталкиваются от этого слоя. С другой стороны, они притягиваются гравитационным полем звезды. В конечном счете, получается, будто электроны попадают в эффективную потенциальную яму, в которой возникают связанные состояния. Расстояние между этими уровнями определяется ускорением свободного падения g и массой электрона m. При значении g = 2×1014 сантиметров на секунду в квадрате, характерном для пульсаров, расстояние между двумя соседними уровнями составляет примерно 1,7×10−6 электронвольт, что отвечает радиоизлучению на частоте около 400 мегагерц. Наконец, постоянство расстояния между уровнями обеспечивает когерентность излучения.

Схема образования связанных состояний электронов в гравитационном поле нейтронной звезды

N. Tepliakov et al. / The Astrophysical Journal


В то же время, магнитное поле пульсара должно влиять на электроны гораздо сильнее гравитационного, поскольку его напряженность может достигать 1013 гаусс. Поэтому предложенный авторами статьи механизм может работать только около полюсов звезды, в которых и гравитационное, и практически однородное магнитное поле направлены перпендикулярно поверхности. Кроме того, необходимо, чтобы электрическое поле звезды было направленно параллельно поверхности звезды и не возмущало энергетические уровни. В этом случае «гравитационные» уровни энергии накладываются на уровни Ландау, расстояние между которыми значительно больше. Так, в типичных пульсарах переход между соседними уровнями Ландау отвечает рентгеновскому излучению с частотой около 3×1019 герц.

В результате электроны могут переходить не только между соседними гравитационными уровнями в рамках одного уровня Ландау, но и между гравитационными и магнитными уровнями одновременно. Первый тип переходов отвечает электро-дипольному излучению, направленному перпендикулярно направлению магнитного поля, второй тип — магнитно-дипольному, излучаемому вдоль оси звезды. Впрочем, второй тип излучения может возникать только в пульсарах со слабым магнитным полем (менее 1011 гаусс), поскольку он требует высокой населенности уровней Ландау.

Направление электро-дипольного (ED) и магнитно-дипольного (MD) излучения (a), переходы между уровнями, которые отвечают различным типам излучения (b)

N. Tepliakov et al. / The Astrophysical Journal


В начале января астрофизики показали, что быстрые радиовсплески от источника FRB121102 могли возникнуть в намагниченной среде вблизи вращающегося пульсара, связанного со сверхновой или расположенной вблизи массивной черной дырой и не связанного с катаклизмическими процессами. Подробнее о том, что такое быстрые радиовсплески и как ученые пытались разгадать тайну их происхождения, можно прочитать в блоге астрофизика Сергея Попова.

Дмитрий Трунин

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

2

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • ученые
          • университет
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции