К теории радиационных и столкновительных процессов в магнитоактивной астрофизической плазме

• Автор: Корягин, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.08, 01.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 205 с.

Оглавление
Введение

1. Электронионные столкновения в сильном магнитном поле

1.1. Сильные и слабые магнитные поля для кулоновских столкновений .

1.2. Интеграл кулоновских столкновений в магнитном поле в форме Больцмана

1.3. Некоторые общие свойства кулоновских столкновений в магнитном поле.

1.4. Два типа столкновений в сильном магнитном поле

1.4.1. Расчт параметра

1.4.2. Дальние неэффективные столкновения .

1.4.3. Ближние эффективные столкновения

1.5. Дифференциальное сечение рассеяния электронионных столкновений в сильном магнитном поле.
1.6. Обсуждение
1.7. Выводы
2. Критическая температура белых карликов с сильным магнитным полем
2.1. Особенности переноса циклотронного излучения в фотосферах одиночных магнитных белых карликов
2.2. Постановка задачи.
2.3. Результаты и обсуждение.
3. Циклотронное излучение короны одиночного магнитного белого карлика
3.1. Способы обнаружения корон одиночных магнитных белых карликов.
3.2. Постановка задачи и программа численного расчта
3.3. Обсуждение рассчитанных спектров.
3.4. Верхние пределы температуры и электронной концентрации в короне в .
3.5. Выводы.
4. Излучение синхротронного мазера в режиме насыщения
4.1. Синхротронпый мазер в астрофизических условиях
4.2. Квазилинейное кинетическое уравнение.
4.3. Режим насыщения синхротронного мазера
4.4. Частотный спектр синхротронного мазера.
4.5. Выводы.
Заключение
Список литературы


G - (WD 4-3)5 с вероятностью % зарегистрирован в диапазоне 0. В. Наблюдавшийся поток соответствовал рентгеновской светимости звезды 4,1 • эрг/с и концентрации электронов в короне 2,4 • см'3 (если принять температуру короны приблизительно 7 К). Однако дальнейшие наблюдения [] на более чувствительном спутнике ROSAT не зафиксировали значимого рентгеновского излучения и позволили установить лишь верхний предел 1, • эрг/с светимости G - в диапазоне 0,1-2,5 кэВ, который приблизительно в раз меньше зарегистрированной ранее на спутнике Einstein светимости. Соответствующий верхний предел 4,6 • см-3 [] на концентрацию частйц в короне карлика G -, который получается из этих наблюдений, на порядок превышает концентрацию частиц в короне Солнца. На спутнике ROSAT проводились наблюдения [, ] ещё четырёх магнитных белых карликов EG 0, GD , KUV 4-3 и GD . Однако для этих звёзд также не было зафиксировано рентгеновское излучение на фоне шума. Таким образом, имеющиеся рентгеновские наблюдения не позволяют однозначно решить вопрос о существовании корой у одиночных белых карликов. Однако в работах [, , ] показано, что наличие короны у одиночных магнитных белых карликов приводит к формированию эмиссионных особенностей на гармониках гирочастоты, которые приходятся на оптический и инфракрасный диапазоны длин волн. Другие названия этого карлика — EGGR 0 (EG 0, Gr 0), LUS 2, LTT 1, V* V Ori (), см. SIMBAD по адресу в Интернете http://simbad. К {, ). Согласно [), корона с концентрацией 2,4 • Ю см“3 и температурой ' К увеличила бы в два раза интенсивность излучения звезды в - в диапазоне 4-8 мкм. Таким образом, было продемонстрировано, что инфракрасные наблюдения потенциально представляют собой весьма чувствительный метод обнаружения корон одиночных магнитных белых карликов. Однако наблюдения и соответствующий анализ данных для конкретных объектов до настоящего времени отсутствовали. Необходимо отметить, что циклотронное излучение оптически тонкой короны привлекаюсь в [, 1 для объяснения поляризации оптического излучения в континууме, которая наблюдается у сильно намагниченных (В > 8 Гс) белых карликов. Однако, как отмечаюсь в [), оптически тонкая корона изменяет поляризацию излучения только в ограниченном диапазоне частот. Поэтому в настоящее время поляризацию излучения континуума связывают с отличием коэффициентов поглощения (дихроизмом) нормальных мод в фотосфере магнитного белого карлика [, ]. В диссертационной работе выполняется расчёт частотного спектра и поляризации циклотронного излучения короны одиночного магнитного белого карлика С - на всех циклотронных гармониках и с учётом обеих нормальных электромагнитных мод (необыкновенной и обыкновенной). Результаты расчётов сопоставляются с имеющимися данными фотометрических наблюдений [, ) карлика С - в инфракрасном диапазоне длин волн. В результате указываются верхние пределы на температуру и электронную концентрацию в короне этого карлика. Полученные в диссертации пределы более чем на порядок меньше соответствующих значений, полученных ранее из рентгеновских наблюдений [). Синхротронное излучение несёт информацию об областях, где имеются релятивистские электроны и реализуются интенсивные процессы ускорения частиц. Одним из интересных явлений в теории синхротронного излучения представляется возможность мазерного усиления излучения. Известно (см. Иі(и,а) = ^-1Лр/{р)^-{р2Р^)в=а {В. Р^(и,р, д) синхротронного излучения отдельного электрона на частоте 8 При этом коэффициент (В. Из выражения (В. Р^ должна уменьшаться с ростом энергии электрона (хотя бы в некотором интервале энергий). В вакууме р2Р^ всегда растёт с увеличением р, поэтому в вакууме нельзя обеспечить усиление синхротронного излучения при любом выборе изотропного распределения электронов [, ] (см. В плазме с показателем преломления « 1 — ш^/(2и2) < 1 при I — п. Р^ сх ехр[-2ри;8/(Зт<^2с^? В астрофизической литературе часто используется распределение Н(Е) частиц по энергии Е = = рс з единичном телесном угле направлений импульса р. Распределение Лг(? Лг(? Р2/(р)/сря. Е/с- Величина М(Е) с!