Квазисферическая дозвуковая аккреция на рентгеновские пульсары
Н.И. Шакура,
К.А. Постнов,
А.Ю. Кочеткова,
Л. Ялмарсдоттер Московский Государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К.Штернберга, Университетский просп. 13, Москва, 119889, Российская Федерация
Рассматривается теоретическая модель квазисферической дозвуковой аккреции на медленно вращающиеся замагниченные нейтронные звёзды. В этом режиме аккрецирующее вещество оседает с дозвуковой скоростью на вращающуюся магнитосферу нейтронной звезды, образуя протяжённую квазисферическую оболочку. Перенос момента импульса в оболочке осуществляется крупномасштабными конвективными движениями, из-за которых закон дифференциального вращения в оболочках над магнитосферами реальных рентгеновских пульсаров близок к изомоментному, $\omega \sim 1/R^2$. Темп аккреции в оболочке определяется способностью плазмы проникать в магнитосферу за счёт неустойчивости Рэлея—Тейлора с учётом охлаждения. Режим дозвукового оседания может установиться при умеренных рентгеновских светимостях, соответствующих темпам аккреции $\dot M \lesssim 4\times 10^{16}$ г с−1. При более высоких темпах аккреции из-за быстрого комптоновского охлаждения в потоке вещества над магнитосферой возникает область свободного падения, и аккреция становится сильно нестационарной. Из наблюдений ускорения и замедления периода вращения равновесных рентгеновских пульсаров с известными орбитальными периодами, в которых происходит квазисферическая аккреция из звёздного ветра (типа GX 301-2 и Vela X-1), можно определить основные безразмерные параметры модели и оценить магнитное поле на поверхности нейтронной звезды. В равновесных пульсарах с независимо измеренным магнитным полем нейтронной звезды можно оценить скорость звёздного ветра оптического компонента, не прибегая к сложным спектроскопическим измерениям. Для неравновесных пульсаров существует максимально возможное значение скорости торможения вращения нейтронной звезды при аккреции. Для таких пульсаров (GX 1+4, SXP 1062, 4U 2206+54) по наблюдаемому значению скорости торможения вращения пульсара и рентгеновской светимости можно получить нижнюю оценку магнитного поля нейтронной звезды, которое во всех случаях оказывается близким к стандартному и согласуется с наблюдениями циклотронных особенностей в спектрах. Модель объясняет как ускорение и замедление вращения неравновесных пульсаров на больших временах, так и вариации частоты пульсара на малых временных интервалах, которые в разных системах могут коррелировать или антикоррелировать с наблюдаемыми флуктуациями рентгеновского потока.
@article{Shakura:2013,author = {Н. И. Шакура and К. А. Постнов and А. Ю. Кочеткова and Л. Ялмарсдоттер},title = {Квазисферическая дозвуковая аккреция на рентгеновские пульсары},publisher = {Успехи физических наук},year = {2013},journal = {Усп. физ. наук},volume = {183},number = {4},pages = {337-364},url = {https://ufn.ru/ru/articles/2013/4/a/},doi = {10.3367/UFNr.0183.201304a.0337}}
Поступила: 16 августа 2012, доработана: 23 ноября 2012, одобрена в печать: 27 ноября 2012