Релятивистские эффекты при формировании особенностей в спектрах излучения компактных звёзд

• Автор: Гарасев, Михаил Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Выход фотонов из гирорезонансной линии в атмосферах компактных звёзд, обусловленный эффектами частотного перераспределения

1.1. Постановка задачи. Схема метода Монте-Карло

1.2. Основные механизмы перераспределения циклотронного излучения по частоте

1.3. Диффузия фотонов в рассеивающей атмосфере и особенности

частотного перераспределения. Анализ методом Монте-Карло

1.4. Термализация циклотронного излучения в полубссконечной ат-

мосферо со слабым поглощением при учёте эффектов частотного перераспределения

1.5. Выводы
Глава 2. Перенос гирорезонаисного излучения с учётом релятивистских эффектов и намагничения вакуума. Условия возникновения циклотронного ветра в атмосферах компактных звёзд
2.1. Тензор диэлектрической проницаемости и дисперсионные харак-
теристики нормальных волн в системе «магнитоактивная плазма + намагниченный вакуум»
2.2. Диаграммы направленности рассеяния произвольно поляризованных волн на замагниченпых электронах

2.3. Уравнения переноса гирорезонансиого излучения в системе «маг-
нитоактивная плазма намагниченный вакуум»
2.4. Численная схема решения уравнений переноса излучения в об-
ласти гирорезонанса
2.5. Численное решение задачи о переносе циклотронного излучения
в рассеивающей атмосфере со слабым поглощением
2.6. Сила давления теплового циклотронного излучения и условия возникновения звездного ветра
2.7. Выводы
Глава 3. Моделирование динамических
спектров излучения вращающихся нейтронных звёзд
3.1. Постановка задачи и используемая модель
3.2. Метод частотно-разделёиных гармоник
3.3. Моделирование спектральных линий в динамических спектрах
излучения нейтронных звёзд с двумя горячими полярными шапками
3.4. Моделирование циклотронных линий в спектрах излучения ней-
тронных звёзд
3.5. Обсуждение наблюдаемых особенностей в спектре излучения нейтронной звезды 1Е 1207.4-5209
3.6. Выводы
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Интерес к изучению переноса гирорезонансного излучения в плазме с сильным магнитным полем возник в связи с обнаружением циклотронных линий в спектрах нейтронных звёзд и магнитных белых карликов [1-5]. Для правильной интерпретации подобных наблюдений необходим детальный анализ основных физических процессов, влияющих на формирование циклотронных линий.
Одной из особенностей задачи о переносе излучения в атмосферах компактных звёзд является наличие у таких объектов настолько сильных магнитных полей, что необходим учёт эффектов квантовой электродинамики. Ещё в работе [6] было показано, что вакуум в присутствии магнитного поля подобен двулучепреломляющей среде. Этот эффект, называемый поляризацией или намагничением вакуума, может существенно влиять на распространение излучения в магнитоактивной плазме, особенно когда вклады плазмы и поляризации вакуума в дисперсию электромагнитных волн сравнимы (см., например, [7]). Такое возможно, если параметр v — и/со2 {lo — частота излучения, ojl — J4тте‘2Атсjm — плазменная частота, е — заряд электрона, Ne — концентрация электронов в плазме, m — масса электрона), определяющий отличие диэлектрической проницаемости плазмы от единицы [8], становится сравнимым или меньшим, чем параметр а = сх/(45тт)(В/Всг)'2 (а — е2/(Нс) — постоянная тонкой структуры, В — величина магнитного поля, Bcr = m2c3/(eft) æ 4.4 1013Гс — критическое (швингеровское) магнитное поле, h — постоянная Планка, с — скорость света), который определяет диэлектрические свойства намагниченного вакуума [9-12]. Например, для магнитных полей В ~ 1012Гс и энергии фотонов Ни « 1 кэВ, соотношение

Рис. 1.6: Функция распределения числа фотонов /дг по количеству рассеяний, необходимых для выхода из полубескопечной атмосферы. Фотоны генерировались на оптической глубине т = 50, (Зт = 0.05, 7 = 10~6. Сплошная линия — с учетом релятивистского эффекта Доплера и конечной естественной ширины резонанса, штриховая — квазикогерептное рассеяние.