Наиболее актуальным направлением исследования нейтронных звезд (НЗ) является решение фундаментальной задачи физики - определение уравнения состояния сверхплотного вещества в их ядрах. Исcледования, проведенные в 1999 г., показали, что решение этой задачи может быть получено уже в ближайшем будущем путем объединения усилий на многих направлениях исследования НЗ. Поэтому в настоящее время активно развиваются все (почти все) направления исследований. К ним относятся традиционные направления (теория магнитосфер радио пульсаров, теория внутреннего строения и тепловой эволюции НЗ, гравитационный коллапс и взрывы сверхновых, теория эволюции НЗ в двойных системах и пр.; наблюдения радио пульсаров, рентгеновских источников в двойных системах и пр.), а также относительно новые направления, активно развивающиеся в последнее время (аномальные пульсары, источники мягких повторяющихся гамма-всплесков, оптические наблюдения НЗ и пр.). Ясно, что на пороге решения фундаментальной задачи разные направления дополняют друг друга и способствуют быстрому прогрессу исследований в целом.

Уровень исследований НЗ в России в последнее время не снизился. Наоборот, в 1999 году в России получены качественно новые, приоритетные результаты в числе которых: обнаружение и исследование источников мягких повторяющихся гамма-всплесков (лаб. Мазеца, ФТИ им. Иоффе, см. выше, отчет группы Гамма-всплески), обнаружение пульсирующего гамма (лаб. Мазеца, ФТИ им Иоффе) и радио (Шитов, ПРАО, Пущино [67]) излучения от одного из таких источников, открытие и исследование необычного радио излучения пульсара Геминга (Кузьмин, Малофеев, Шитов ПРАО, Пущино, см. например, автореферат докт. дисс. Малофеева), создание обширного каталога радио-спектров 336 радио пульсаров (В.М. Малофеев), оптические наблюдения близких радиопульсаров (группы Соколова [68] и Бескина [69], САО, и сек. Варшаловича, СПб ФТИ), моделирование асиметричных взрывов сверхновых (Имшенник, ИТЭФ, см. ниже), создание ``Машины сценариев" - комплекса программ по моделированию эволюции звезд в двойных системах (Липунов, Постнов, Прохоров и др. ( ГАИШ ), моделирование остывания НЗ со сверхтекучими ядрами ([5], [7] - [10]), непрозрачностей атмосфер НЗ [6], [11] и создание базы данных по атмосферам НЗ ( сек. Варшаловича, ФТИ им Иоффе, ).

Отметим также ряд интересных результатов, полученных в последнее время, по исследованию распределения скоростей одиночных и эволюции магнитного поля аккрецирующих НЗ. Так, в работе Попова и др. (ГАИШ) [53] построено распределение одиночных нейтронных звезд в Галактике по типам для различного распределения начальных скоростей и для различной эволюции магнитного поля нейтронных звезд. Из сравнения результатов расчетов с наблюдениями получено ограничение на количество низкоскоростных нейтронных звезд. Попов (ГАИШ) [54] предложил метод оценки расстояний до рентгеновских пульсаров и их магнитных полей по наблюдениям изменений периода вращения и колебаниям потока излучения. Поповым и Прохоровым (ГАИШ) [55] предложен метод верификации параметров моделей распада магнитного поля одиночных нейтронных звезд по наблюдениям аккрецирующих одиночных нейтронных звезд.

Проведены также исследования различных физических процессов вблизи черных дыр, а также при коллапсе протозвездных облаков, приводящих или неприводящих к образованию черных дыр. В частности, Бисноватым-Коганом (ИКИ) и Ловеласом [40] исследованы физические процессы в турбулентной замагниченной плазме при аккреции на черную дыру и получены оценки энергии магнитного поля и скорости его затухания в применении к ядрам активных галактик. Исследована задача о коллапсе вращающегося замагниченного протозвездного облака. Показано, что эволюция тороидальной компоненты магнитного поля, связанная с дифференциальностью вращения облака, приводит к выбросу части вещества облака. Получены количественные оценки для сброшенной массы и энергии [43]. В работе Бисноватого-Когана и др. (ИКИ) [52] построена модель истечения вещества из-за "пропеллер эффекта" при аккреции плазмы на замагниченную НЗ.

Исследование черных дыр является одним из наиболее интригующих направлений релятивисткой астрофизики. Группой сотрудников ИКИ продолжено исследование связанных с черными дырами источников, ранее изучавшихся на отчественной рентгеновской обсерватории Гранат. На основе спектрального и временного анализа большого числа наблюдений аккрецирующих черных дыр Лебедь X-1, GX339-4 и GS1354-644 в низком спектральном состоянии в течение 1996-1998 гг. обсерваторией RXTE [78], [79] обнаружена корреляция между характерными частотами хаотической переменности и спектральными параметрами - наклоном спектра комптонизированного излучения и относительной амплитудой отраженной компоненты. Динамический диапазон изменения характерной частоты шума в проанализированном наборе наблюдений составил ~50 раз. Увеличение характерной частоты хаотической переменности сопровождается увеличением амплитуды отраженной компоненты и укручением наклона спектра комптонизированного излучения. Показано, что наблюдаемые зависимости могут быть качественно и количественно объяснены в рамках модели диск-сфероид в предположении, что частота хаотического шума пропорциональна кеплеровской частоте на внутренней границе аккреционного диска. Связь между амплитудой отраженной компоненты и наклоном Комптонизационного спектра показывает, что отражающая среда (холодный аккреционный диск) является основным поставщиком мягких фотонов в область комптонизации.

На основе данных обсерватории RXTE исследована также короткомасштабная переменность отраженной компоненты в излучении аккрецирующих черных дыр Лебедь X-1 и GX339-4. С использованием метода частотно-разрешенных энергетических спектров показано, что эквивалентная ширина флуоресцентной линии железа примерно постоянна на частотах ниже ~0.1 Гц и падает на более высоких частотах - наблюдается подавление высокочастотных вариций первичного излучения в отраженной компоненте [79], [80]. Такое поведение ожидается в случае, когда временной масштаб вариаций первичного излучения становится сравним или меньше чем время необходимое свету для прохождения характерного размера отражающей среды. Получена оценка размера отражающей среды - ~100-200 гравитационных радиусов для черной дыры массой 10-20 солнечных.

Исследована переменность частоты QPO в микроквазаре GRS1915+105. Показано что временная эволюция частоты квазипериодических осцилляций может быть количественно объяснена в предположении, что частота QPO пропорциональна кеплеровской частоте на внутренней границе диска, а изменение частоты QPO связано с движением внутренней границы с характеным временем порядка вязкого времени в диске [81]. Корреляция частоты QPO со спектральными параметрами мягкой компоненты [82] - излучения оптически непрозрачного аккреционного диска также свидетельствует в пользу такой модели. Применение модели к данным наблюдений GRS1915+105 обсерваторией RXTE позволяет получить оценку темпа аккреции в двойной системе.

Список литературы
Отчеты по другим рабочим группам
Главная страница