Выпуски

 / 

2023

 / 

Сентябрь

  

Обзоры актуальных проблем


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

 ,  , § 
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 νQPO, 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.

Текст pdf (3,2 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2022.11.039272
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/
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

Поступила: 26 апреля 2022, доработана: 6 октября 2022, 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 dwarfsPhys. Usp. 66 885–913 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2022.11.039272

Список литературы (90) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Titarchuk L, Lapidus I, Muslimov A Astrophys. J. 499 315 (1998)
  2. Patterson J, Raymond J C Astrophys. J. 292 550 (1985)
  3. Patterson J, Raymond J C Astrophys. J. 292 535 (1985)
  4. Williams G A, King A R, Brooker J R E Mon. Not. R. Astron. Soc. 226 725 (1987)
  5. Mukai K Publ. Astron. Soc. Pac. 129 062001 (2017)
  6. Titarchuk L Astrophys. J. 434 570 (1994)
  7. Hua X-M, Titarchuk L Astrophys. J. 449 188 (1995)
  8. Titarchuk L, Lyubarskij Y Astrophys. J. 450 876 (1995)
  9. Farinelli R et al Astrophys. J. 680 602 (2008)
  10. Montanari E, Titarchuk L, Frontera F Astrophys. J. 692 1597 (2009)
  11. Sunyaev R A, Titarchuk L G Astron. Astrophys. 86 121 (1980)
  12. Иванов П Б и др УФН 189 449 (2019); Ivanov P B et al Phys. Usp. 62 423 (2019)
  13. Shaposhnikov N, Titarchuk L Astrophys. J. 699 453 (2009)
  14. Titarchuk L et al Astron. Astrophys. 633 A73 (2020)
  15. Farinelli R, Titarchuk L Astron. Astrophys. 525 102 (2011)
  16. Seifina E, Titarchuk L Astrophys. J. 738 128 (2011)
  17. Maiolino T et al Astrophys. J. 911 80 (2021)
  18. Titarchuk L, Seifina E, Shrader C Astrophys. J. 789 98 (2014)
  19. Belloni T AIP Conf. Proc. 797 197 (2005)
  20. Remillard R A, McClintock J E Annu. Rev. Astron. Astrophys. 44 49 (2006)
  21. Klein-Wolt M, van der Klis M Astrophys. J. 675 1407 (2008)
  22. Shaposhnikov N, Titarchuk L Astrophys. J. 643 1098 (2006)
  23. Titarchuk L, Fiorito R Astrophys. J. 612 988 (2004)
  24. Shaposhnikov N, Titarchuk L Astrophys. J. 663 445 (2007)
  25. Miller-Jones J C A et al Science 371 1046 (2021)
  26. Dewangan G C, Titarchuk L, Griffiths R E Astrophys. J. 637 L21 (2006)
  27. Dewangan G C, Griffiths R E, Rao A R Astrophys. J. 641 L125 (2006)
  28. Strohmayer T E et al Astrophys. J. 660 580 (2007)
  29. Revnivtsev M, Gilfanov M, Churazov E Astron. Astrophys. 363 1013 (2000)
  30. Titarchuk L, Mastichiadis A, Kylafis N D Astrophys. J. 487 834 (1997)
  31. Dickey J M, Lockman F J Annu. Rev. Astron. Astrophys. 28 215 (1990)
  32. Laurent P, Titarchuk L Astrophys. J. 511 289 (1999)
  33. Shakura N I, Sunyaev R A Astron. Astrophys. 24 337 (1973)
  34. Titarchuk L, Zannias T Astrophys. J. 493 863 (1998)
  35. Laurent P, Titarchuk L Astrophys. J. 727 34 (2011)
  36. Greene J, Bailyn C D, Orosz J A Astrophys. J. 554 1290 (2001)
  37. Hjellming R M, Rupen M P Nature 375 464 (1995)
  38. Muños-Darias T, Casares J, Martínes-Pais I G Mon. Not. R. Astron. Soc. 385 2205 (2008)
  39. Hynes R I et al Astrophys. J. 609 317 (2004)
  40. Orosz J A A Massive Star Odyssey: from Main Sequence to Supernova. Proc. of IAU Symp. No. 212, 24-28 June 2001, Spain (Eds K van der Hucht, A Herrero, C Esteban) (San Francisco: Astron. Soc. of the Pacific, 2003) p. 365
  41. Park S Q et al Astrophys. J. 610 378 (2004)
  42. Orosz J A et al Astrophys. J. 568 845 (2002)
  43. Sánchez-Fernández C et al Astron. Astrophys. 348 L9 (1999)
  44. Sobczak G J et al Astrophys. J. 517 L121 (1999)
  45. Orosz J A et al Astrophys. J. 616 376 (2004)
  46. Homan J et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 366 235 (2006)
  47. McClintock J E et al Astrophys. J. 698 1398 (2009)
  48. Filippenko A V, Chornock R IAU Circ. 7644 2 (2001)
  49. Zurita C et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 334 999 (2002)
  50. Herrero A et al Astron. Astrophys. 297 556 (1995)
  51. Ninkov Z, Walker G A H, Yang S Astrophys. J. 321 425 (1987)
  52. Titarchuk L et al Astrophys. J. 560 L55 (2001)
  53. Titarchuk L, Shaposhnikov N Astrophys. J. 678 1230 (2008)
  54. Laurent P, Titarchuk L Astrophys. J. 656 1056 (2007)
  55. Rybicki G B, Lightman A P Radiative Processes in Astrophysics (New York: Wiley, 1979) p. 46
  56. Titarchuk L, Seifina E Astron. Astrophys. 595 A101 (2016)
  57. Titarchuk L, Seifina E Astron. Astrophys. 585 A94 (2016)
  58. Seifina E, Chekhtman A, Titarchuk L Astron. Astrophys. 613 A48 (2018)
  59. Seifina E, Titarchuk L, Ugolkova L Astron. Astrophys. 619 A21 (2018)
  60. Event Horizon Telescope Collab. Astrophys. J. Lett. 930 12E (2022)
  61. Titarchuk L, Seifina E Mon. Not. R. Astron. Soc. 501 5659 (2021)
  62. Rhoades C E (Jr.), Ruffini R Phys. Rev. Lett. 32 324 (1974)
  63. Seifina E, Titarchuk L, Shaposhnikov N Astrophys. J. 821 23 (2016)
  64. Seifina E, Titarchuk L, Shrader C, Shaposhnikov N Astrophys. J. 808 142 (2015)
  65. Seifina E, Titarchuk L, Frontera F Astrophys. J. 766 63 (2013)
  66. Titarchuk L, Seifina E, Frontera F Astrophys. J. 767 160 (2013)
  67. Seifina E, Titarchuk L Astrophys. J. 747 99 (2012)
  68. Di Salvo T et al Astrophys. J. 542 1034 (2000)
  69. Piraino S, Santangelo A, Kaaret P Astron. Astrophys. 360 L35 (2000)
  70. D'Ai A et al Astron. Astrophys. 448 817 (2006)
  71. Ng C et al Astron. Astrophys. 522 A96 (2010)
  72. Egron E et al Astron. Astrophys. 530 A99 (2011)
  73. Di Salvo T et al Astrophys. J. Lett. 649 L91 (2006)
  74. Titarchuk L, Shaposhnikov N Astrophys. J. 724 1147 (2010)
  75. Di Salvo T et al Astrophys. J. 546 1107 (2001)
  76. Зельдович Я Б, Шакура Н И Астрономический журн. 46 225 (1969); Zel'dovich Ya B, Shakura N I Sov. Astron. 13 175 (1969)
  77. Бисноватый-Коган Г С и др Астрономический журн. 57 1242 (1980); Bisnovatyi-Kogan G S et al Sov. Astron. 24 716 (1980)
  78. Titarchuk L, Seifina E Astrophys. J. 706 1463 (2009)
  79. Seifina E, Titarchuk L Astrophys. J. 722 586 (2010)
  80. Soria R et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 410 1886 (2011)
  81. Maiolino T et al Astrophys. J. 900 153 (2020)
  82. Sunyaev R A, Titarchuk L G Astron. Astrophys. 143 374 (1985)
  83. Mukai K et al Astrophys. J. Lett. 586 L77 (2003)
  84. Pandel D, Córdova F A, Howell S B Mon. Not. R. Astron. Soc. 346 1231 (2003)
  85. Warner B Cataclysmic Variable Stars (Cambridge Astrophysics Series) Vol. 28 (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1995)
  86. Mauche C W, Raymond J C Astrophys. J. 541 924 (2000)
  87. Lewin W, van der Klis M (Eds) Compact Stellar X-ray Sources (Cambridge Astrophysics Series) Vol. 39 (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2006)
  88. D'Amico F et al Astrophys. J. 547 L147 (2001)
  89. D'Aí A et al Astrophys. J. 667 411 (2007)
  90. Maiolino T, D'Amico F, Braga J Astrophys. J. 551 L2 (2013)

© Успехи физических наук, 1918–2023
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение