Формирование рентгеновского излучения во внутренних областях аккреционных дисков вокруг чёрных дыр, нейтронных звёзд и белых карликов

Л.Г. Титарчук^†, Е.В. Михеева^‡, В.Н. Лукаш^§
Астрокосмический центр, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, ул. Профсоюзная 84/32, Москва, 117997, Российская Федерация

Описаны важнейшие временные и спектральные характеристики рентгеновского излучения, возникающего вблизи чёрных дыр, нейтронных звёзд и белых карликов при наличии аккрецирующего вещества из окружающего компактный объект диска, и показано, как эти характеристики связаны с физическими параметрами в рассматриваемых системах. Ключевой характеристикой рентгеновского излучения является значение фотонного индекса Γ, определяемого как наклон спектра излучения в диапазоне энергий 0,5—500 кэВ. Если компактным объектом двойной звёздной системы является чёрная дыра (ЧД), то для рентгеновского излучения характерно насыщение фотонного индекса Γ (с возрастанием темпа аккреции), значение Γ варьируется в диапазоне от 2 до 3. В этих системах найдена корреляция между Γ и частотой квазипериодических осцилляций ν_QPO, с помощью которой, используя метод масштабирования (скалирования), можно непосредственно определить массу ЧД. Построенная модель переноса излучения стала основой метода масштабирования, дающего также независимую оценку массы и в случае сверхмассивной ЧД. Формирующийся рентгеновский спектр в широком диапазоне энергий может быть описан комбинацией тепловой, комптонизационной и гауссовых компонент (описывающих эмиссионные линии). Модель переноса излучения вблизи чёрных дыр и нейтронных звёзд позволяет объяснить свойства рентгеновского излучения и в случае, если компактным объектом является белый карлик. На примере четырёх карликовых новых U Gem, SS Cyg, VW Hyi и SS Aur — показано, что континуум рентгеновского спектра немагнитных катаклизмических переменных может быть описан как результат комптонизации мягких фотонов на горячих электронах окружающего белый карлик аккреционного облака.

Ключевые слова: аккреция, аккреционные диски, нетепловой механизм излучения
PACS: 97.80.Jp
DOI: 10.3367/UFNr.2022.11.039272
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2023/9/b/
Web of Science

001112661900002
Scopus

2-s2.0-85182871146
ADS NASA

2023PhyU...66..885T
Цитата: Титарчук Л Г, Михеева Е В, Лукаш В Н "Формирование рентгеновского излучения во внутренних областях аккреционных дисков вокруг чёрных дыр, нейтронных звёзд и белых карликов" УФН 193 940–970 (2023)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Русский

English

@article{Titarchuk:2023,
	author = {Л. Г. Титарчук and Е. В. Михеева and В. Н. Лукаш},
	title = {Формирование рентгеновского излучения во внутренних областях аккреционных дисков вокруг чёрных дыр, нейтронных звёзд и белых карликов},
	publisher = {Успехи физических наук},
	year = {2023},
	journal = {Усп. физ. наук},
	volume = {193},
	number = {9},
	pages = {940-970},
	url = {https://ufn.ru/ru/articles/2023/9/b/},
	doi = {10.3367/UFNr.2022.11.039272}
}

Поступила: 26 апреля 2022, доработана: 6 октября 2022, одобрена в печать: 10 ноября 2022

English citation: Titarchuk L G, Mikheeva E V, Lukash V N “Generation of X-ray radiation in the inner regions of accretion disks around black holes, neutron stars, and white dwarfs” Phys. Usp. 66 885–913 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2022.11.039272