Cтраница 1
Остатки сверхновых, радиогалактики, квазары и рентгеновские источники своей мощной нетепловой активностью обязаны магнитным полям, имеющимся во всех этих объектах. [1]
Характер радиоизлучения остатков сверхновых убедительно свидетельствуют о том, что именно они являются источниками электронов космических лучей. В этом разделе мы детально изучим свойства остатков сверхновых и рассмотрим вопрос о том, действительно ли они могут обеспечить наблюдаемый в верхних слоях атмосферы поток электронов. [2]
Из почти 50 остатков сверхновых, наблюдавшихся до настоящего времени, только для четырех обнаружены свидетельства существования центрального точечного рентгеновского источника. Помимо пульсара в Крабо-видной туманности, лишь для пульсара в созвездии Парусов известно, что он связан с остатком сверхновой. [3]
Если принять, что остатки сверхновых являются единственными источниками радиоизлучения в галактиках, то требуется 10 сверхновых за 106 лет. Камерон несколько видоизменил идею Шкловского, предположив, что в областях пространства с большим содержанием газа, но слабым магнитным полем массивные звезды могут конденсироваться одновременно. Пройдя свой нормальный эволюционный путь, они становятся сверхновыми - все в пределах 106 лет. Остатки этих сверхновых могут служить источниками радиоизлучения. [4]
Угловое распределение пульсаров в плоскости Галактики похоже на угловое распределение остатков сверхновых и их предполагаемых предшественников - ОВ-звезд, хотя средняя шкала высот распределения над галактической плоскостью несколько выше и составляет - 300 пс. Это совместимо с гипотезой, согласно которой пульсары возникают при взрывах сверхновых, приобретая при этом, вероятно, относительно большую скорость. Более впечатляющий аргумент-связь отдельных пульсаров с известными остатками сверхновых. Пульсары PSR 0531 21 и PSR 0833 - - 45 связаны соответственно с Крабовидной туманностью и с остатком сверхновой в созвездии Парусов. Крабовидная туманность - это остаток сверхновой, наблюдавшейся древнекитайскими астрономами летом 1054 г. н.э. Туманность удалена от нас примерно на 2 кпс и состоит из расширяющихся наружу нитей, излучающих в линиях оптического диапазона, и аморфной среды, испускающей синхротронное излучение. [5]
До последнего времени не было предложено убедительного механизма ускорения космических лучей в оболочках молодых остатков сверхновых. Однако недавно Белл, а также Бленд форд и Острайкер описали привлекательный механизм ускорения, использующий ударные волны в остатках сверхновых. Мы изложим его подробно в разд. Сейчас для нас существенно то, что ускорение электронов космических лучей в ударных волнах в остатках сверхновых наверняка возможно. Это значительно смягчает проблему адиабатических потерь. Согласно представлениям, развитым Беллом, ускорение частиц с образованием наблюдаемого энергетического спектра происходит до тех пор, пока ударная волна остается сильной, а в конце, когда оболочка рассеивается в межзвездной среде, по-видимому, возможны только малые адиабатические потери энергии электронов. [6]
Но этот механизм может играть важную роль в таких источниках первичных КЛ, как остатки сверхновых, радиогалактикй и активные ядра галактик. [7]
Однако самый важный аргумент - это отождествление пульсаров, которое явно свидетельствует, что внутри молодых остатков сверхновых находятся нейтронные звезды. [8]
Источники, в которых излучающая плазма имеет высокую температуру и низкую плотность ( корона Солнца и других звезд, остатки Сверхновых), имеют богатый спектр, состоящий из большого числа узких линий. Теоретические расчеты и данные экспериментов [37, 64] показывают, что для надежного разделения линий в рентгеновских спектрах этого типа ( особенно в области к 10 нм) необходимо разрешение не хуже 0 1 - 0 01 нм, а для точного измерения положения и формы линий - еще на 1 - 2 порядка выше. [9]
Один факт не вызывает сомнения: несколько нейтронных звезд, например, пульсары в Крабовидной туманности и в Парусах, находятся сейчас внутри остатков сверхновых. Безусловно, гравитационный коллапс может приводить к взрыву сверхновой и образованию нейтронной звезды. Как это в действительности происходит, еще предстоит определить. [10]
Из всех возможных объяснений напрашивалось одно: все эти объекты - звезды необыкновенного состава и к тому же все разные; может быть, все они богаты редкими элементами и представляют собой остатки сверхновых, наблюдаемых в различных стадиях процесса образования элементов. [11]
На рис. 11.3 данные наблюдений сравниваются с предсказаниями теории. Из семи остатков сверхновых, отмеченных в исторических хрониках ( первые семь строк в табл. 11.1), только для Крабовидной туманности определенно известно, что она содержит нейтронную звезду. Исторические сверхновые очень важны, потому что их возраст точно известен. Наблюдаемые верхние пределы для Те близки к теоретическим пределам. Некоторые из наблюдавшихся верхних пределов ( для Cas А, остатка сверхновой Тихо и особенно для SN 1006) даже опускаются ниже самого низкого теоретического предела; это говорит либо о том, что нейтронная звезда охлаждается быстрее, чем предсказывают стандартные расчеты, либо о том, что после взрыва сверхновой нейтронной звезды не осталось. [12]
Как молодые, так и старые остатки сверхновых наблюдаются в радиодиапазоне, только молодые излучают значительно интенсивнее. Три примера радиоструктуры остатков сверхновых показаны на рис. 19.6. В случае Кассиопеи А излучение генерируется в сферической оболочке с богатой тонкой структурой. Усиленное излучение волокон, по-видимому, является результатом сжатия в них газа и магнитного поля. Остаток сверхновой Тихо также имеет вид оболочки, но с очень резкой, почти круговой границей. В случае Петли в Лебеде также наблюдается тесная связь между районами повышенного радиоизлучения и излучающими в оптических линиях областями. По-видимому, и в этом случае она объясняется сжатием газа в этих областях. [13]
Хорошим примером могут служить оболочки молодых остатков сверхновых, где наверняка присутствует развитая мелкомасштабная турбулентность. [14]
Характер радиоизлучения остатков сверхновых убедительно свидетельствуют о том, что именно они являются источниками электронов космических лучей. В этом разделе мы детально изучим свойства остатков сверхновых и рассмотрим вопрос о том, действительно ли они могут обеспечить наблюдаемый в верхних слоях атмосферы поток электронов. [15]