О блокировках  |  На основном сайте Граней: https://graniru.org/Society/Science/d.146598.html

статья Еще один год жизни Вселенной

Сергей Попов, 21.01.2009

Для Вселенной, возраст которой составляет тринадцать с лишним миллиардов лет, год проходит как одно мгновение, а вот для астрофизиков это довольно ощутимый промежуток времени, за который можно многое успеть. Мы попытались составить краткий обзор наиболее интересных, на наш взгляд, исследований, проведенных астрономами в ушедшем году.


Комментарии
User pointofnoreturn, 22.01.2009 04:01 (#)

это лучше дать так,наглядней:

http://www.inr.ac.ru/~school/presentations/Talks/cerulli/Cerulli_Baksa n07.pdf http://www.manwb.ru/news2/1652/ http://theor.jinr.ru/riastro05/Reports/17oct/02_Galper_PAMELA.ppt http://www.library.mephi.ru/data/scientific-sessions/2007/t7/2-1-3.doc.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 04:22 (#)

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕЙТРОННЫХ ЗВ.

http://www.astronet.ru/db/msg/1222008/magnetar.jpg.htmll http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0801/0801.1143v1.pdf Кроме малых размеров и колоссальных плотностей вещества нейтронные звезды имеют еще две важные особенности: быстрое вращение и сильное магнитное поле. Нейтронные звезды вращаются быстро именно потому, что имеют малые размеры. Кл-ция NS учитывает такие параметры как: 1) наличие или отсутствие у нейтронной звезды близкого спутника в виде нормальной маломассивной звезды, с к-рой на нейтронную звезду может перетекать вещество (одиночные нейтронные звёзды и входящие в составТДС); 2) наличие или отсутствие мощного радиоизлучения (радиопульсары и радиотихие нейтронные звёзды); 3) ск-ть вращения радиопульсара 4) возраст радиопульсара: молодые и старые радиопульсары (старые пульсары, в отличие от молодых, могут очень быстро вращаться, но могут и замедлиться); 5) возможность ( или отсутствие таковой) регистрации мощного радиоизлучения радиопульсара из нашей части В. 6) причина отсутствия мощного радиоизлучения, если оно отсутствует. 7) наличие или отсутствие мощного и постоянно пульсирующего рентгеновского излучения (рентгеновские пульсары и прочие нейтронные звёзды; этот параметр связан с первым); 8) наличие или отсутствие редких, но необычайно мощных рентгеновских вспышек (аномальные рентгеновские пульсары, или магнитары) Проще всего классифицировать NS , полагаясь на физический смысл различий между ними. Что же касается всех возможных сочетаний параметров, то носители не всех таких сочетаний наблюдались к настоящему времени далеко не все.Вопросов пока гораздо больше ответов…Соласно этой классификации ( она получится довольно грубой) можно нейтронные Зв. разделить на: 1) РАДИОПУЛЬСАРЫ - это нейтронные звёзды, с почти идеальной периодичностью испускающие импульсы в радиодиапазоне. Излучение осуществляется в виде двух сравнительно узких лучей со стороны магнитных полюсов, обычные радиопульсары х-ся относительно большим периодом вращения, и наиболее известным из таких объектов является пульсар Крабовидной туманности. Это единственный известный в Нашей Галактике пульсар, связанный с туманностью. Он возник при взрыве сверхновой в 1054 г. и в настоящее время имеет период вращения в 33 миллисекунды, т.е. его частота составляет 30 оборотов в секунду, что очень типично [Гонсалес, 1986]. Соответствующая сверхновая звезда была описана китайцами. Упоминается она также в японских и европейских хрониках [Куликовский, 2002]. Когда эта Зв. взорвалась, возникла волокнистая туманность, скорость расширения которой хорошо согласуется с временем взрыва сверхновой. Пульсация характеризуется большим постоянством, хотя из-за траты энергии на излучение вращение пульсара равномерно замедляется. В большинстве своём радиопульсарами являются одиночные нейтронные звёзды, хотя примерно 1% их может входить в состав двойных систем. Кроме того, отдельные пульсары могут обладать спутниками иного рода. В 1991 г. у одного из пульсаров (PSR B1257+12 ) была открыта система из двух-трёх экзопланет, причём речь идёт о планетах меньше Юпитера. 2) РЕНТГЕНОВСКИЕ ПУЛЬСАРЫ – члены ТДС, в них двойной компаньён-это нормальная Зв. С этой нормальной звезды на нейтронную звезду постоянно перетекает вещество, к-рое разгоняется в мощном гравитационном поле и после удара о поверхность нейтронной звезды светится в рентгеновском диапазоне. Вещество падает по спирали и, кроме того, из-за мощного магнитного поля нейтронной звезды выпадает на поверхность только вблизи магнитных полюсов т.к. такое выпадение вряд ли является равномерным и, кроме того, может происходить не точно у полюса вращения (например, при его несовпадении с магнитным полюсом) .], то вращение звезды приводит к наблюдаемым пульсациям рентгеновского излучения 3) ДВОЙНЫЕ РАДИОПУЛЬСАРЫ - это такие же радиопульсары, но входящие в состав двойной системы. К началу 21 в. были известны только два таких объекта. Они интересны тем, что дают возможность подробно их изучать: измерять массу нейтронных звёзд, наблюдать их прецессию, проверять тонкие эффекты, предсказанные общей теорией относительности (например, излучение гравитационных волн). Наблюдения за первой двойной системой пульсаров (PSR B1913+16) проведены в 1974 г. Тогда было открыто сокращение орбиты этой пары, как можно вполне предположить, с излучением гравитационных волн (Р.А.Халс и Дж.Х.Тейлор) Скорость вращения пульсаров связана с их возрастом, что позволяет говорить о молодых и старых пульсарах. МОЛОДЫЕ ПУЛЬСАРЫ, как считается, не могут вращаться свыше 60 оборотов в секунду, хотя найден объект с 62 оборотами, причём очень молодой (4000 лет) и к тому же изначально делавший 150 оборотов. 4) МИЛЛИСЕКУНДНЫЕ ПУЛЬСАРЫ - это, как следует из названия, объекты с особенно большой скоростью вращения. Их противопоставляют обычным пульсарам. Они всегда являются членами тесных двойных систем, и успели раскрутиться до больших скоростей за счёт газа, утекающего со спутника и падающего по спирали [Рекордное вращение пульсара, 1998]. Так, например, известен пульсар со скоростью вращения 667 оборотов в секунду. Миллисекундные пульсары-это старые пульсары, но не все “ старики” вращаются быстро , для большинства характерно замедление вращения. 5) РАДИОТИХИЕ НЕЙТРОННЫЕ ЗВЁЗДЫ - это противоположность радиопульсарам. Пульсирующего излучения может не быть из-за изначально медленного вращения звезды (одиночной или в широкой системе), так как в этом случае не возникнет мощного магнитного поля. По той же причине пульсации может не быть у СТАРОГО ПУЛЬСАРА, успевшего в значительной степени "затормозить". Такие бывшие пульсары называются ПОТУХШИМИ, и их должно быть примерно в тысячу раз больше, чем "работающих". Их очень трудно обнаруживать. 6) Одиночные нейтронные звёзды, если они не относятся к категории пульсаров , заметить довольно трудно. Но на рубеже тысячелетий одну такую звезду удалось наблюдать. Она быстро двигалась, поглощая по пути межзвёздный газ, в результате чего чуть-чуть светилась в рентгеновском диапазоне .Кроме того, в некоторых остатках сверхновых рентгеновская аппаратура видит точечные источники излучения. Вероятно, это молодые и горячие нейтронные звёзды, не ставшие радиопульсарами. Особая и не до конца изученная категория нейтронных звёзд - это магнитары (иногда это слово пишут через "е" - магнетары). 7) http://www.astronet.ru/db/msg/1222008/magnetar.jpg.html МАГНИТАРЫ - это нейтронные звёзды с магнитным полем очень мощным . Магнитары отличаются от обычных пульсаров более длинным периодом вращения (например, 8 с), испусканием более мощного рентгеновского излучения, как правило в магнитарах радиоизлучение по идее должно отсутствовать, но исключения из таких правил всё же наблюдались, очень мощными вспышками гамма-излучения, смещённостью от центра родительской сверхновой звезды. Вероятно, в момент образования магнитары очень быстро вращались вокруг оси, в результате чего возникло мощное самоусиливающееся магнитное поле. Временами магнитное поле прорывает тонкую твёрдую железную кору звезды, и тогда во время звёздотрясения выделяется много энергии. Существование магнитаров было предсказано в 1992 г., а в 1998 г. первый объект подобного рода был открыт [Магнетар взорвался, 1999], по другим данным, это 4-й открытый магнитар [Кувелиоту и др., 2003]. 27 августа 1998 г. произошёл всплеск гамма- и рентгеновского излучения, он зашкалил ( в буквальном смысле этого слова) приборы нескольких искусственных спутников Земли. Всплеск был зарегистрирован также станцией "Near", находившейся вблизи орбиты Марса, и станцией "Ulysses", сближавшейся тогда с орбитой Юпитера. Это, как полагают некоторые авторы, тряслась нейтронная звезда SGR 1900+14 в созвездии Орла. 8)Молодые нейтронные звезды образуют очень неоднородную популяцию. Это и радиопульсары, и магнитары (источники мягких повторяющихся гамма-всплесков и аномальные рентгеновские пульсары), и «Великолепная семерка», и неотождествленные источники, обнаруженные гамма-детектором EGRET, и компактные источники в остатках сверхновых ... "Великолепная семерка" - это семь радиотихих близких одиночных нейтронных звезд, открытых спутником РОСАТ. Первый объект, звезда Волтера, был открыт в 1996 г. То что это одиночная близкая нейтронная звезда стало ясно практически сразу по экстремально большому отношению рентгеновского потока к оптическому. Но природа излучения долго оставалась неясной. В настоящее время полагают, что это молодые (моложе одного миллиона лет) одиночные нейтронные звезды с сильным магнитным полем (10(13) — 10(14) Гс). Об этом можно почитать здесь :http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0801/0801.1143v1.pdf "астрофизике нейтронных звезд самым интересным можно считать исследование поведения пульсара PSR J1846-0258." это действительно интересно

User pointofnoreturn, 22.01.2009 05:01 (#)

Классификация( окончание)

http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0812/0812.3018v1.pdf http://www.astronet.ru/db/msg/1181107 http://www.scientific.ru/journal/news/0802/aph300802.html http://chandra.harvard.edu/resources/illustrations/neutronstars_4.html http://elementy.ru/events/427013 http://elementy.ru/lib/25574 http://www.spitzer.caltech.edu/spitzer/ http://xxx.itep.ru/abs/astro-ph/0204159v1 9) Странные и кварковые звёзды(strange quark star). Считается, что такие звёзды занимают промежуточное место между нейтронными звёздами и чёрными дырами. Кварковые звёзды могут оказаться настолько плотными, что излучённый ими свет может двигаться по орбите вокруг такой звезды. Кроме того, пока не ясно, является ли переход вещества в кварковое состояние обратимым. Другими словами, неизвестно, перейдёт ли кварковая материя в нейтронную при уменьшении давления. Эти объекты состоят из кварковой материи. Они компактны и тяжелы, и в этом отношении являются ближайшими родственниками нейтронных звёзд. Собственно, предполагается, что некоторые нейтронные звёзды при ряде условий могут превращаться в странные кварковые.Они являются разновидностью нейтронных звёзд. Эти звёзды дляприборов — очень похожи.Но по некоторым моделям( модельДжаикумара и его коллег) эти Зв. охлаждаются значительно быстрей обычных. А значит, при равном возрасте они будут холоднее нейтронных.Относительно недавно делались такие открытия, так астрономы нашли пульсар, к-рый значительно холоднее обычных. В традиционном представлении поверхность странной Зв. очень гладкая( некоторые сравнивают поверность странной Зв. с поверхностью воды). Ядро у странной Зв. должно быть довольно плотным, а поверхность нет.( http://www.scientific.ru/journal/news/0802/aph300802.html- здесь будут подробности). Согласно теории нейтронных Зв. по Гленденнингу в глубинах нейтронных звёзд формируется кварковая материя, где нет ни протонов, ни нейтронов (давших, собственно, таким звёздам наименование), ни электронов, а есть лишь одни свободные кварки, да глюоны…. http://plusnews.ru/dx/17425.aspx. Странные звезды имеют уравнение состояния, отличное от нормальных НЗ. Это проявляется, в частности, в меньших радиусах при той же массе компактного объекта. Таким образом измерения массы и радиуса объекта могут позволит определить его природу. Пачинским (2001) была предложена идея определения массы этого объекта с помощью микролинзирования.Ещё один признак, странные Зв. не могут сбоев в периоде вращения , если СКМ стабильна, то пульсары, у к-рых есть сбои должну будут отждествляться с нейтронными Зв , метастабильными относительно конверсии в странные Зв. или в ВН. http://xxx.itep.ru/abs/astro-ph/0204159 http://chandra.harvard.edu/resources/illustrations/neutronstars_4.html Neutron Star/Quark Star

User pointofnoreturn, 22.01.2009 06:01 (#)

Физика NS:

Нейтронные звезды:-это гидростатически равновесные звёзды, вещество к-рых состоит в основном из нейтронов, эти Зв. находятся в равновесии за счёт равенства сил между гравитацией (фактор сжатия) и давлением вырожденного газа в недрах (фактор расширения). НЗ-рождаются на заключительных стадиях эволюции массивны до 10 сол. масс звёзд в результате потери устойчивости и коллапса их ядер ( из более массивных Зв. рождаются ВН), этому процессу предшествует вспышка SN.Но это бывает невсегда. Возможен и другой механизм образования нейтронных звезд в ходе эволюции белых карликов в тесных двойных звездных системах. Перетекание вещества звезды-компаньона на белый карлик постепенно увеличивает массу белого карлика и по достижении критической массы (предела Чандрасекара) белый карлик превращается в нейтронную звезду. В случае, когда перетекание вещества продолжается и после образования нейтронной звезды, её масса может существенно увеличиться и в результате гравитационного коллапса она может превратиться в черную дыру. Это соответствует так называемому “тихому” коллапсу.Для нейтронной Зв. характерен следующий диапазон1.4Mo<(=)М(=)<2.5Mo, но верхний предел этого диапазона- так называемая масса Оппенгеймера-Волкова плохо известна( правда полагают, что выше этого предела образуется ВН).. . Расчеты показывают, что при взрыве сверхновой с M ~ 25M о- остается плотное нейтронное ядро (нейтронная звезда) с массой ~ 1.6Mо . В звездах с остаточной массой M > 14M о, не достигших стадии сверхновой, давление вырожденного электронного газа также не в состоянии уравновесить гравитационные силы и звезда сжимается до состояния ядерной плотности.Механизм этого гравитационного коллапса тот же, что и при взрыве сверхновой. Давление и температура внутри звезды достигают таких значений, при к-рых электроны и протоны как бы “вдавливаются” друг в друга и в результате реакции :р+е(-)--.>n+ve. после выброса нейтрино образуются нейтроны, занимающие гораздо меньший фазовый объем, чем электроны. Т.е. происходит нейтронизация : на заключит, стадиях звёздной эволюции в недрах звёзд могут возникать условия, когда кинетич. энергия теплового движения электронов в горячих массивных звёздах или энергия Ферми электронов в вырожденных ядрах звёзд начинают превышать "М. п."(Ео= mc(2))электронов.Возможное наличие у нейтрино малой массой (~30 эВ), потому,что характерные энергии нейтрино в таких процессах значительно высоки.Нейтронизация - процесс перехода вещества звёзд в нейтронное состояние на заключительных стадиях эволюции звёзд.1-й этап увеличения относительной доли нейтронов связан с водородными термоядерными реакциями в результате к-рых водород в центральной области звезды полностью превращается в гелий. В веществе, в к-ром прошли водородные реакции, нейтронов и протонов становится примерно поровну. Это обогащение звёздного вещества нейтронами не оказывает решающего влияния на строение звезды, главное здесь - выделение энергии в термоядерных реакциях синтеза гелия. Последующие термоядерные реакции протекают без увеличения числа нейтронов. Новые, более тяжёлые атомные ядра образуются в основном путём последоват. присоединений альфа частиц (ядер гелия).На заключит. стадиях эволюции звёзд плотность вещества сильно возрастает и электронный газ становится вырожденным. Энергия вырожденных электронов достигает такой величины, что они уже могут преодолевать энергетич. барьер и захватываться атомными ядрами. Начинают идти процессы т.н. обратного бета-распада, посредством к-рых протоны превращаются внутри атомных ядер в нейтроны. Именно этот процесс множественного захвата электронов атомными ядрами, сопровождающийся излучением нейтрино, называют Н. Реакция захвата электронов атомными ядрами (A, Z) (А - массовое число, Z - порядковый номер элемента) имеет вид: (A, Z)+e--->(A, Z-1)+v .Энергетич. порог реакции(A, Z)+e--->(A, Z-1)+v( ф-ла 1) ,как правило, велик, поэтому только при высоких плотностях вещества, характерных для конечных стадий эволюции звёзд, энергия Ферми электронов может превысить критическую величину ес порог Н.:eF >ec=QA,Z-QA,Z-1+Qn( ф-ла 2) где - энергия Ферми без учёта энергии покоя электрона, QA,Z - энергия связи ядра (A, Z), aQn=(mn-mp-me)*c(2) энергия бета-распада нейтрона.При eF >ec=QA,Z-QA,Z-1+Qn реакция(A, Z)+e--->(A, Z-1)+vв к-рую вступают электроны оказывается энергетически выгодной: энергия системы уменьшается в каждом акте на величину , уносимую нейтрино.Продукт Н.- радиоактивные ядра (A, Z - 1), они устойчивы в вырожденном веществе, поскольку их распад запрещён принципом Паули: все уровни с энергиями, меньшими eFзаняты, а энергии электронов в бета-распадах не превышают ec. случае достаточно медленного (квазистатического) сжатия число электронов в ед. объёма Ne и давление электронов рe, остаются практически неизменными и равными их начальным значениям Nc и рc, пока не исчерпается весь исходный хим. элемент. При этом устанавливается небольшое превышение epsilon e ,epsilonc такое, что уменьшение Ne в( ф-ла 1)в точности компенсируется его увеличением вследствие сжатия вещества. Отличие от тем меньше, чем медленнее сжатие, скорость к-рого определяется условиями гидростатич. равновесия звезды; напр., в случае белого карлика причинами сжатия могут быть потери энергии посредством светового и нейтринного излучений или увеличение его массы за счёт аккреции. Зависимости pe,eF и Ne от плотности медленно сжимающегося и нейтронизующегося вещества имеют ступенчатый вид: пологие, почти горизонтальные, участки соответствуют протеканию (формула1), а крутые подъёмы - временному прекращению Н. до того момента, пока не достигнет нового возросшего порога Н.Каждому пологому участку может соответствовать не одна, а неск. реакций типа (1). Это связано с тем, что порог Н. ядра (A, Z- 1) часто бывает меньше, чем у исходного ядра (A, Z). В результате за первой реакцией Н. быстро следует вторая реакция и т.д., пока не образуется ядро (A, Zk1) с Zk1 < Z и порогом Н., большим, чем у ядра (A, Z). В отличие от первой реакции Н., для к-рой eF~ec эти повторные реакции явл. неравновесными (в термодинамич. смысле). В них исчезают электроны с такими энергиями, что разность eF-ecв среднем составляет заметную долю от eF Это вызывает неравновесную перестройку распределения Ферми электронов, сопровождающуюся выделением теплоты. Т.о., несмотря на то что нейтрино уносит почти всю освобождающуюся энергию (за исключением ничтожно малой доли, передаваемой ядру в соответствии с законом сохранения импульса), нейтронизуемое вещество может всё же нагреваться. Такой источник теплоты учитывают, в частности, при расчётах теплового баланса белых карликов.Цепочка реакций (1) в конце концов приводит к образованию сильно перегруженных нейтронами ядер, к-рые находятся на границе стабильности по отношению к выбросу нейтронов. Как только ядро (А, Z - 1) оказывается неустойчивым по отношению к выбросу нейтронов, Н. продолжается с выделением в каждом акте одного или нескольких нейтронов:(A,Z)+e-_-->(A-k,Z-1)+kn+vПри дальнейшем повышении плотности Н. вступает в конечную фазу: в смеси из свободных нейтронов и предельно перегруженных нейтронами ядер равновесие сдвигается с ростом плотности в сторону преобладания нейтронов. Переход к ядерным плотностям можно считать концом процесса Н. При рассмотрении Н. вещество можно считать холодным, если дополнительно kT<<eF-ec Эти неравенства могут нарушаться на конечных стадиях эволюции массивных звёзд и в процессе гравитационного коллапса, когда звёздное вещество оказывается относительно горячим. Н. горячего вещества обладает рядом особенностей. Во-первых, становится возможным бета-распад (A,Z-1)-->(A,Z)+v~( №4) Во-вторых, появляются позитроны, и, хотя их концентрация невелика, реакция e(+)(A,Z)--->(A,Z)+v~(№5)Втретьих, при темп-рах, превышающих 5*10(9)K ядерные реакции становятся столь быстрыми, что устанавливаются вполне определённые концентрации различных атомных ядер, зависящие только от темп-ры, плотности и соотношения между полным числом нейтронов и протонов в системе (с учётом как свободных, так и связанных в ядрах). Это последнее соотношение регулируется реакциями (1), (4) и (5). В них участвуют ядра как в основных, так и в возбуждённых состояниях, а также свободные нейтроны и протоны. Появление новых нейтронов в реакции (1) компенсируется их исчезновением в реакциях (4) и (5) - устанавливается т.н. кинетич. равновесие бета-процессов. С увеличением плотности равновесие сдвигается в сторону преобладания нейтронов. Н. явл. одной из главных причин потери устойчивости достаточно массивных звёзд в конце их эволюции и перехода этих звёзд в состояние гравитац. коллапса, в процессе к-рого интенсивность Н. резко усиливается. Испускаемые в процессе Н. нейтрино определяют параметры мощного всплеска нейтринного излучения, сопутствующего образованию нейтронных звёзд( и чёрных дыр).В результате нейтронизации возникает ,т. н. ,нейтронная звезда, плотность к-рой достигает 10(14) - 10(15) г/см3. Характерный размер нейтронной звезды 10 - 15 км.Структура нейтронной звезды массой 1,5 Мо и радиусом 16 км: I - тонкий внешний слой из плотно упакованных атомов.Далее идут слои II и III ядра расположены в виде объемно-центрированной кубической решетки. Область IV состоит в основном из нейтронов. В области V вещество может состоять из пионов и гиперонов, образуя адронную сердцевину нейтронной звезды. Отдельные детали строения нейтронной звезды в настоящее время уточняются.Новообразованная NS , будет вначале довольно быстро вращаться вследствии закона сохранения момента движения , особенно этот механизм свойственен для NS образованных вследствии взрыва SN. Именно при взрыве SN во много раз увеличивается скорость вращения остатка взрыва- пульсара.В процессе коллапса масса Зв. , оставшейся после взрыва не меняется, но зато радиус уменьшается почти в 100 тыс раз.Но момент количества движения , к-рый равен произведению экваториальной скорости вращения на массу и на радиус остаётся прежним .Масса не меняется , а стало быть , скорость увеличится примерно в 100 тыс раз.За несколько часов NS- переходит в устойчивое равновесие , обращаясь вокруг своей оси несколько сотен раз в сек. Вторым важным следствием законов сохранения является наличие у Н.з. мощного магнитного поля; величина магнитного потока на поверхности звезды равна произведению величены напряжённости магнитного поля на квадрат радиуса Зв.Эта величина считается постоянной , поэтому при сжатии Зв. магнитное поле сильно увеличивается . На поверхности Земли магнитное поле составляет величину порядка 1Гс, в физ. лаб. получают магнитные поля величиной в миллион Гс.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 06:47 (#)

СПЕЦЕФИЧЕСКИЕ СВ-ВА НЕЙТРОННЫХ ЗВЁЗД.

http://www.astronet.ru/db/msg/1177322 Наиболее актуальным направлением исследования нейтронных звезд является решение фундаментальной задачи физики --- определение уравнения состояния сверхплотного вещества в их ядрах. Для нейтронных звёзд, как много раз уже говорилось, характерна высокая плотность , вышшеядерной, но в отличие от гигантского ядра, к-рым эту звезду порой отождествляют,где нуклоны , удерживаются благодаря сильным взаимодействиям между кварками, вырожденные нейтроны вещества звезды не распадаются только из-за высокой плотности бета-распад нейтрона запрещен, так как образующемуся электрону нет "места" из-за сильного вырождения. Радиус нейтронных звезд слабо зависит от плохо известного уравнения состояния вещества при ядерных плотностях (протоны и нейтроны внутри НЗ представляют собой сверхпроводящую, сверхтекучую жидкость), и составляет около 10 км. Такая компактность массы вещества порядка солнечной требует учета эффектов ОТО (~Rg/R) при рассмотрении как внутреннего строения НЗ, так и описания процессов, происходящих в окрестностях НЗ. У Н.з., как ранее вскольз упоминалось, есть максимальная масса (т.н. предел Оппенгеймера-Волкова), при к-рой происходит потеря механической устойчивости звезды (релятивистский вырожденный нейтронный газ + эффекты ОТО). Этот предел плохо определен из-за незнания точного уравнения состояния вещества и оценивается в 1.5-3 Мо.Быстрое вращение может увеличить этот предел на 25%. Если Н.з. входит в состав тесной двойной системы с переносом массы от нормальной (невырожденной) звезды, превышение предела Оппенгеймера - Волкова приведет к коллапсу с образованием черной дыры. Ядра NS состоят главным образом из нейтронов и протонов с примесью электронов, причем нейтроны и протоны могут находиться в сверхтекучем состоянии. Теоретические оценки критических температур перехода нуклонов в сверхтекучее состояние достаточно неопределенны и колеблются в пределах 106-11 K. Это самая высокотемпературная сверхтекучесть из доселе известных. Внутр. строение Н. з. (радиальное распределение плотности ро, тем-ры Т идр.) определяется зависимостью давления р холодного вещества от плотности ро т.е. уравнением состояния р(ро) при нулевой темп-ре Т, а также условиями гидростатич. равновесия с учётом эффектов ОТО. Именно такие эффекты ОТО, как способность энергии создавать гравитац. поле и искривление пространства при наличии сильного гравитац. поля, определяют существование макс. массы Н.з. M мах при конечной центральной плотности ро с мах. Численные значения M мах и рос мах зависят от вида ур-ния состояния при сверхъядерных плотностях ро>(or=)роn, т.к. существенная часть вещества Н. з. с массами, близкими к М мах оказывается сжатой именно до таких больших плотностей. Определение р(ро) в этом случае представляет очень сложную задачу ядерной физики и физики элементарных частиц, для решения к-рой необходимы детальные сведения о взаимодействии нейтронов, протонов и появляющихся при сверхъядерных плотностях мезонов и гиперонов. Различные модели сверхплотного вещества приводят к Ммах=(1,4-2,7)Мо и ромах=2*10(15)-10(16) г/см(3) . Без учёта упомянутых эффектов ОТО и в предположении, что р(ро) определяется при любых плотностях вырожденным газом невзаимодействующих нейтронов, масса Н. з. была бы ограничена значением М мах =5,7 Мо, т.е пределом Чандрасекара для нейтронного газа и Ммах соответствовала бы бесконечной центральной плотности. Решение задачи о структуре Н. з. с тем же ур-нием состояния газа нейтронов, но в рамках ОТО, даёт Ммах~0.7Mo и ro(po)смах~ 6*10(15) г/см3. В данном случае эффекты ОТО уменьшают предельную массу Н. з. более чем в 8 раз. Экспериментальные данные физики высоких энергий показывают, что с уменьшением расстояния между нуклонами ядерные силы притяжения сменяются силами отталкивания. Поэтому при плотностях ро>(or=)роn давление вещества оказывается больше, чем для газа невзаимодействующих нейтронов, способность вещества противодействовать сжимающей его силе тяжести увеличивается. В результате М мах повышается до указанных выше пределов, (1,4-2,7) Мо.Но кроме этого отталкивание нуклонов с избытком компенсирует эффект, замедляющий рост давления с увеличением плотности, - рождение новых частиц (мезонов, гиперонов). Разброс предсказываемого значения М мах связан с трудностью построения количеств, теории сверхплотного вещества. Обычно принимают М мах~2Mo, а минимальная масса NS это 0,1 масса Сол., минимальная плотность 2*10(14)г/см(3) Плотность вещества внутри Н. з. с массами, близкими к минимальной меньше ядерной. Используемое в этом случае ур-ние состояния основывается на богатом экспериментальном материале и поэтому даёт достаточно точное значение Mmin.Тот факт существования миним. массы Н. з. связан с тем, что при низких плотностях нейтроны в силу своей неустойчивости уже не могут быть преобладающим компонентом вещества. При характерных для Н. з. (в случае М>Mmin) высоких плотностях нейтроны устойчивы и не распадаются, поскольку уже небольшой примеси протонов и электронов достаточно, чтобы в соответствии с принципом Паули воспрепятствовать распаду остальных нейтронов. Примером массы Н. з., определённой из наблюдений, может служить масса Н. з.М=(1,4-12)Мо в двойном пульсаре PSR 1913+16. Нейтронизация :Пусть у нас будет область , где kT<mc(2) ,a ro(ро)>>10 (6) мюе –это относится в основном к вырожденному и холодному веществу, т.е. тем-ра низкая , а плотность большая , разумеется тепловые движения нерелятивистские, но из-за высокой плотности принцип Паули заставляет электроны двигаться с релятивистскими скоростями. С точки зрения излучения это вещество холодное, так как нижние состояния заняты, но с точки зрения ядерных реакций это вещество горячее, так как частицы могут “исчезать”,как в казино “УРКА “,и отдавать свою энергию в процессах следующего типа: Не(3)+е(-)---.>H(3)+v, Не(4)+е(-)---.>H(3)+n+v, Fe(56)+e(-)--.> Mn(56)=v Такие процессы называют нейтронизацией вещества. Нейтронизация считается пороговым процессом и для разных элементов происходит при разных энергиях электронов. Например, для первой реакции порог нейтронизации 18 кэВ, для второй -- 20 МэВ, для третьей -- 4 МэВ. Так как граничная энергия Ферми однозначно связана с плотностью, то соответственно нейтронизация вещества для различных элементов начинается при разных плотностях. Например, первая реакция может идти и при плотности меньшей , чем 10(6) г/см(3) , а вторая идет только при плотности большей , чем 10(11) г/см(3). В конечном итоге нейтронизация приводит к уменьшению числа электронов , но сохранению числа ядер, но их заряд убывает. Здесь мы имеем дело с очень тонким равновесием. В идеальном случае (т.е. без учета эффектов ОТО и нейтронизации) ро будет стремиться к бесконечности при массе объекта стремящемуся к массе чандрасекаровского предела . Из-за нейтронизации на кривой( там чертят график-это lgP- lgро кривая уравнения состояния вещества. Она имеет наклон в нерелятивистской области 5/3, а релятивиской 4/3 , на том же графике наносят прямые Рс=Р1 GM(2/3) ro c(4/3), они получаются из условия гидростатического равновесия. Точки их пересечения с предыдущей кривой дадут положения равновесия для различных масс. Очевидно, в начале точка пересечения движется медленно с увеличением массы, а затем -- очень быстро. Из-за нейтронизации на кривой lgP- lgро появляются изломы, так как электроны, которые обеспечивают упругость вещества, ``вдавливаются'' в ядра. Нейтронизация -- это фазовый переход первого рода, при котором давление зависит от плотности так. Мы видим, что если раньше равновесие массы М3 еще было возможно, то теперь это не так, т.е. уже при Мкр <Mch происходит потеря устойчивости. С другой стороны, эффекты ОТО из-за того, что давление имеет ``вес'', изменяют условия гидростатического равновесия. Так как теперь сила тяжести пропорциональна GM/R(R-rg) , условие равновесия теперь запишется в виде Р=аро(4/(3+а)) и тут а >0, т.е. на графике , если его начертить , получится , что наклон прямых М1 , М2,М3 нарастает с увеличением а. Чандрасекар ограничил значение массы М , но плотность оставалась , как бы бесконечной , но ограничение плотности тоже должно быть. Вообщем, происходит потеря устойчивости. Формальный расчет с разными значениями рос даст и максимальное значение массы М мах и при М< Mmax два решения с различными значениями рос.Решение с большой плотностью будет неустойчивым. Для одной массы Мо существует два решения. Можно считать, что одно из этих решений (скажем с рос= ро2) Это значит,что r2(m)=r1(m)+ sigma r(m),0<(or=)m<(or) M В общем случае собственные функции уравнения для малых возмущений должны иметь вид: sigma( m,t)= e(i wt) sigma r(m), (w-это омега малая) так записывать возмущение вполне естественно, потому, что в решении не должно быть выделенного момента, т.е. сдвиг по времени должен приводить к решению. Кроме того, задача линейна, т.е. решение, умноженное на константу, тоже является решением. Эти условия определяют зависимость возмущения от времени. Они дают экспоненту, так как только для нее сдвиг по времени эквивалентен умножению на константу, т.е Е( омега малая i (t+to))= A e(iwt), тут А= e(iwt) В нашем случае sigma r от t- зависить не будет , т.е. омега малая=0 в общем решении. Поскольку мы знаем, что при плотности , к-рая меньше критической модели были устойчивыми, для них было омега малаяk (2)>0, при плотности равной критической плотности получится wk=0 для некоторого k, этого уже может показаться достаточно , чтоб утверждать, что при плотности . к-рая больше критической омега k (2) будет меньше нуля, т.е. сигма r~e(^ t), т.е. это неустойчивость, но более убедительно это можно показать на примере исследования экстримума энергии . При ро меньше ро критической экстремум, соответствующий равновесию, является минимумом, а когда плотность больше критической , то максимумом. Когда происходит остывание Зв.,масса к-рой больше ,чем чандрасекаровский предел, при некоторой температуре происходит срыв. До этого момента эволюция определяется скоростью остывания, затем происходит потеря устойчивости с характерным гидродинамическим временем, а также аккреция экранирует магнитное поле.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 07:01 (#)

это здесь:http://www.astronet.ru/db/msg/1177322 С.Б. Попов-М.Е.Прохоров

http://ufn.ru/ufn99/ufn99_8/Russian/r998a.pdf http://astro.uni-altai.ru/astro-ph/tds.html Нейтронные Зв. рождаются очень горячими , до 90% выделяемой при коллапсе ядра грав. энергии порядка 10(53)эрг выделяется в виде очень мощного потока нейтрино.Далее в NS действуют два различных механизма охлаждения нейтринный , за счёт электромагнитного излучения с поверхности НЗ. Нейтринный механизм более эффективен, пока центральная тем-ра Зв. превосходит 10(8)К- эта стадия обычно длится около 10(6) лет.С математической точки зрения моделирование остывания NS- сводится к уравнению диффузии внутри Зв. ,с учётом объёмных( нейтринное излучение)и поверхностных( фотонное охлаждение) стоков энергии.Составными частями теории остывания НЗ являются теплоёмкость и теплопроводность ядра НЗ, тепловодность коры НЗ, к-рая определяет связь центральной и поверхностной тем-ры. Первые 100-1000 лет с момента образования NS, процессы переноса тепла внутри NS достаточно сложны , температура различных внутренних частей НЗ отличаются друг от друга достаточно сильно , оболочка горячее , охлаждаемого из-за нейтринного излучения ядра( Гнедин 2001г).Но на этой стадии электромагнитное излучение NS , скорее всего невозможно наблюдать из-за большой оптической толщины сброшенной оболочкиSN, она потом становится прозрачной для мягкого ренгеновского излучения с поверхности НЗ, но это происходит лишь через 100лет после взрыва.Потом , в результате первичной стадии тепловой релаксации ядро НЗ –делается изометрическим , а перепад температуры ядра и поверхности НЗ, определяется только теплопроводимостью коры НЗ...Нейтрино , испускаемые горячей НЗ, образуется в ходе различных микроскопических процессов. В итоге У.-п. тепловая энергия звездного веществауносится из звезды в виде нюе и ню`е тогда как ядерный состав звездного вещества остается неизменным (атомные ядра играют роль катализаторов). Хотя вероятность рождения нейтрино и антинейтрино мала, вероятность их выхода из звезды на много порядков величины превышает вероятность выхода фотонов, это и определяет важную роль потери энергии звездой за счет различных механизмов образования нейтрино и антинейтрино на поздних стадиях эволюции звезд. 1) Урка- процессы прямые.Прямые урка- процессы очень мощныйисточник нейтрино : Это обычные процессы бета-распада и бета-захвата, проходящие в веществе ядра НЗ, механизм испускания электронных нейтрино нюе(ve)и нюе ~ (v~e) звездным веществом при бета-взаимодействии электронов и позитронов с атомными ядрами (см. Бета-процессы).: n---.>p+ e+ v~e, p+e--.> n+ ve, n+e--.>p+ v~e(1) реакции захвата и распада идут с одинаковой скоростью.Для того, чтоб бета реакции могли выполнятся надо, что было соблюдёно” условие треугольника” :pF n(<)=pF e+ pF p, это правило выходит из закона сохранения имульса частиц . В идеальном газе вырожденных нуклонов и электронов это условие никогда не выполняется . В уравнениях состояния при высоких плотностях данные реакции становятся возможными. В осн. варианте У.-п. ядро захватывает электрон с испусканием нейтрино , превращаясь в неустойчивое ядро, к-рое затем испускает электрон и антинейтрино и вновь возвращается в исходное состояние. Энергия неустойчивого ядра выше, чем энергия системы из устойчивого ядра плюс свободный электрон на величину кинетич. энергии электрона, к-рая берется из энергии теплового движения вещества звезды. Конечным результатом процесса явл. превращение кинетич. энергии захватываемых электронов в энергию пар нейтрино-антинейтрино, к-рые свободно уходят из звезды. При более высоких темп-рах, когда в больших количествах в равновесии присутствуют электрон-позитронные пары, возникает возможность обобщенного У.-п. с включением процессов захвата позитронов. 2) Модифицированные урка-процессы, там в реакции принимает участие дополнительный нуклон участие в реакции дополнительной частицы снимает ограничения , к-рые накладывает закон сохранения импульса: 2n--.>n+p+e+v~e, n+p+e--.>2n+ve; n+p--.>2p+e+v~e,2p+e--.>p+n+ve. Эти реакции возможны в ядре НЗ фактически с любыми уравнениями состояния . Именно модернеезированные урка- процессы и есть основной механизм генерации нейтрино в данном случае, т.е. при стандартном остывании НЗ. 3) Тормозное v излучение. Пары нейтрино и антинейтрино могут рождаться при столкновениин уклонов из следущих реакций :2n--.>2n+v+v~,p+n---.> p+n+v+v~,2p--.>2p+v+v~. Зависимость выхода нейтрино от температуры в данных реакциях такая же , как и в модифицированных урка- процессах , но поток нормального несверхтекущего вещ-ва почти на два порядка ниже , эти процессы могут стать важными при наличии свертекучести.рождение нейтрино-антинейтринной пары возможно также при рассеянии электронов 2е--.>2e+ v+v~, в несверхтекущих средах этот процесс слабее всех других.Но он , как раз , не зависит от сверхтекучести. 4) Испускание ню при купперовском спаривании , этот процесс будет представлять собой испускание пары нейтрино-антинейтрино любого типа при переходе нуклона через щель в энергетическом спектре сверхтекучего вещества.: N--.>N+v+v~В отсутствие сверхтекучести подобное испускание нейтрино антинейтринной пары свободным нуклоном запрещено законами сохранения. Этот процесс был впервые предложен в 1976 в работе (Флауэрс и др. 1976), затем вновь был исследован Воскресенским и Сенаторовым (1987), но в расчетах остывания НЗ стал учитываться только с 1997 года. В общем случае данный процесс уступает по эффективности генерации нейтрино прямым урка-процессам. Однако, его учет при моделировании остывания НЗ обязателен, так как он действует в тех случаях, когда урка-процессы подавляются сверхтекучестью.Наличие сверхтекучести обусловленно притягивательной составляющей потенциала межнуклонного взаимодействия .Нейтроны могут быть сверхтекучими, как во внутренней коре, так и в ядре NS, ну , а протонная сверхтекучесть , возникает только в ядре. Протонная сверхтекучесть означает протонную сверхпроводимость.Теоретическое значение критических температур Теn иТеp перехода нейтронов и протонов в сверхтекучее состояние сильно будет зависить от метода учёта многочастичных взаимодействий , и , как правило, лежит в пределах Теn=10(8)-10(10)К, Теp=10(9)-10(10)К. Затухания Ландау в ядре звезды может заметно влиять на остывание молодых нейтральных звёзд , внутри к-рых завершается тепловая релаксация. Какие из перечисленных процессов действуют в конкретной НЗ с заданной массой и температурой зависит от свойств нейтронного вещества при плотностях, достигающихся в центре НЗ. Так диапазон масс НЗ и плотностей в их центрах зависит от жесткости уравнения состояния. Наибольшие массы достигаются при жестких уравнениях состояния. За возможность включения прямых урка-процессов во внутренних ядрах НЗ отвечает другой параметр уравнения состояния - так называемая "асимметрия". (В центрах НЗ c не очень высокой массой и низкими центральными плотностями прямые урка-процессы всегда запрещены, но для более массивных НЗ возможность протекания данных реакций почти не зависит от жесткости уравнения состояния…Присутствие протонной и/или нейтронной сверхтекучести и поведение их критических температур являются дополнительными параметрами задачи остывания горячей НЗ. Наличие и свойства сверхтекучести сильно зависят как от самого уравнения состояния, так и от метода учета многочастичных эффектов. Важность сверхтекучести для процессов остывания заключается в том, что ее наличие может частично или полностью подавлять урка-процессы и, таким образом, существенно изменять кривые остывания НЗ. Еще одной возможностью, изученной на сегодняшний момент менее других, является появление в центре НЗ при плотности в несколько раз выше ядерной экзотических частиц. В литературе в настоящее время обсуждается несколько гипотез: рождение в центре звезды Кси большая , лямда -гиперонов и сигма большая; образование в центре НЗ пионного или каонного конденсата, -гиперонов; образование в центре НЗ пионного или каонного конденсата. Любой из указанных вариантов может усилить нейтринную светимость НЗ на несколько порядков.Медленее всего спадаюткривые остывания НЗ, получаемые при подавленных сверхтекучестью урка-процессах без учета куперовского механизма генерации нейтрино. Быстрее всего - кривые ускоренного остывания с прямыми урка-процессами и без сверхтекучести. "Стандартные" кривые остывания и кривые для сверхтекучих НЗ с учетом излучения нейтрино при куперовском спаривании нейтронов занимают промежуточное положение. Кроме перечисленных выше процессов на ход остывания НЗ существенное влияние могут оказать свойства внешних слоев НЗ и наличие дополнительных источников энергии. Сейчас известны три ситуации, когда поверхность или внешние слои НЗ дополнительно нагреваются. Это происходит в полярных шапках радиопульсаров, при аккреции и из-за распада магнитного поля в магнитарах.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 07:08 (#)

Сильные магнитные поля: Магнитное поле , к-рое выше 10(11) Гс может также существенно повлиять на охлаждение Н.з.Это в первую очередь связано с теплопроводностью коры Н.з,, теплоперенос в к-рой определяется электронами.Магнитное поле облегчает теплоперенос вблизи магнитных полей Н.з., но затрудняет его в районе экватора.Эти два процесса вступают в конкуренцию между собой , поэтому при умеренных магнитных полях( радиопульсар, например) общая тепловая прозрачность оболочки Н.з. уменьшается , а при сверхсильных магнитных полях у магнитаров она увеличиться. Нужно учесть , что для многих молодых Н.з. выполняется условия , когда магнитное поле будет ниже 10(12) Гс, поэтому обычно говорят об охлаждение н.з., без усложняющего влияния магнитного поля.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 13:22 (#)

ВЛИЯНИЕ ЗАТУХАНИЯ ЛАНДАУ НА ОСТЫВАНИЕ МОЛОДЫХ NS.ВЯЗКОСТЬ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ЯДЕР НЕЙТРОННЫХ ЗВЁЗД:

З.Л.бесстолкновительное затухание волн в плазме .Его обславливает взаимодействием резонансных частиц с электромагнитными волнами, возникающими в плазме. Волна в плазме затухает по мере распространения, несмотря на отсутствие парных столкновений. Условия резонанса частицы, имеющей скорость v, с волной частоты для плазмы без магнитного поля есть w-kT(черенковский резонанс); в магнитном поле -w=k2v2+nwнj(ур.1)(циклотронный резонанс), где k- волновой вектор, а wнjejH/mjc- циклотронная частота частицы сорта j с массой m j и зарядом e j; n=(-1,-2,-3,o,1,2,3)..., ось z направлена вдоль магнитного поля H. Космич. плазму во многих случаях можно считать бесстолкновительной в том смысле, что ср. время между соударениями намного превышает характерные времена происходящих в ней процессов, а длина свободного пробега частиц больше размеров, на к-рых развиваются эти процессы.Как раз в нейтронных звёздах- пульсарах, есть магнитосферная плазма , к-рая может , как раз служить примером такой бесстолкновительной плазмы. Для бесстолкновительной плазмы доминирующим явл. коллективное взаимодействие волн и частиц, приводящее, в частности, к затуханию или возбуждению эл.-магн. волн. Наиболее простое и вместе с тем важное явление в коллективных взаимодействиях - резонансное взаимодействие волн и частиц. Физ. механизм Л. з. сводится к обмену энергией между волной и группой резонансных электронов, скорости (v) к-рых в направлении распространения волны близки к её фазовой скорости vф= омега к, это удовлетворяет условию черенковского резонанса.Рассмотрим движение электронов в системе координат, движущейся вместе с волной (x’=x-vфt). В этой системе волна представляет собой квазистационарное возмущение электрич. поля с потенциалом фо(t) cos kx’, ( Ур,2)фоамплитуда потенциала. Электроны в таком поле можно разделить на две группы. Электроны, скорости к-рых удовлетворяют условию: | vx- vф|< s.r.f. eфо/mе(Ур.3) совершают колебания в потенциальных ямах между точками с макс. Потенциалом ф0и наз. захваченными (vx- компонент vвдоль направления распространения волны). Энергия остальных, т.н. пролётных, электронов достаточно велика для преодоления потенциального барьера.Если значения фо достаточно малы, то Л. з. обусловлено в основном пролётными электронами. При движении над профилем потенциала волны они периодически попадают то в ускоряющую, то в тормозящую фазу поля. Резонансными будут те электроны, скорости которых в этой системе отсчёта достаточно малы, так что время пролёта этими электронами расстояния порядка длины волны ^больше или порядка характерного времени изменения амплитуды потенциала волны 1/у: |vx-vф|(<)= 2пу/к(Ур.4) Тогда при ускорении в пределах одной половины длины волны и торможении в пределах другой такие частицы будут взаимодействовать с волной разной амплитуды и в среднем за период будут получать энергию от волны или же отдавать ей свою энергию. Соотношение (4) определяет (по порядку величины) интервал скоростей резонансных частиц . И согласно уравнению движения , резонансные электроны с vx<vф(отстающие частицы) проводят больше времени в ускоряющих фазах и в среднем отбирают энергию у волны, ускоряясь за счёт её энергии, а резонансные частицы с vx>vф (догоняющие частицы) большую часть времени находятся в тормозящих фазах, они отдают энергию волне и тормозятся. Поскольку скорость затухания определяется балансом отстающих и догоняющих частиц, то величина декремента затухания существенным образом зависит от поведения функции распределения fo электронов по vх в резонансной области. Это обстоятельство выражается в том, что декремент затухания пропорционален производной fo от по vх при vx=vф: у=(2п(2)е(2))/( mek(2))*w*( дельта большая fo/ дельта большая vх)( Ур.5) В равновесной плазме с распределением Максвелла по скоростям дельта большая fo/ дельта большая vх<o (число отстающих резонансных частиц больше числа догоняющих), поэтому волна в такой плазме затухает. При этом Y=-((п/8)(1/2))((we)/(kD)(3)) exp(-1/2(kD)(2))-3/2) ( Ур.6). При kD<<1 т.е. длина ленгмюровских волн намного больше дебаевского радиуса экранированияD=vтe/ омега ое,( vтe - ср. тепловая скорость электронов, омега ое ленгмюровская частота), тогда затухание мало (за характерное время затухания 1/у успевает произойти много колебаний: омега/у>>1). Как видно из дисперсионного ур-ния для ленгмюровских волн w= woe s.r.f.1+3(kD)(2) и при kD<<1, если частота омега ~ омега ое и фазовая скорость волн w/k~ woe/k велика по сравнению с vте.В результате число резонансных электронов мало (т.к. большинство электронов в равновесной плазме имеет скорости~ vте. При уменьшении ^ и vф число резонансных частиц растёт, соответственно увеличивается у.Когда ^ становится равным или меньшим , чемD, то декремент затухания сравнивается по порядку величины с омега ое , и из-за очень сильного Л. з. такие волны фактически не распространяются в плазме. При возбуждении в плазме ленгмюровской волны достаточно большой амплитуды будет , т.н. нелинейное Л. з. Для такой волны ширина резонансной области по скоростям сравнима с шириной области захвата поэтому динамика нелинейного Л. з. в основном определяется движением захваченных электронов. В системе отсчёта, связанной с волной, такие электроны совершают периодич. движения в потенциальных ямах, созданных волной, с характерным периодом порядка тау в=k s.r.f. (e фо/ me)(-1). Отражаясь от стенок потенциальной ямы и изменяя при этом свою скорость, электроны обмениваются энергией с волной. Догоняющие электроны отдают часть своей энергии волне, а отстающие получают энергию от волны. Для равновесного распределения электронов по скоростям отстающих частиц больше, чем догоняющих, поэтому, как и в случае волны малой амплитуды, происходит затухание волны с декрементом у. После столкновения частиц со стенками потенциальной ямы ф-ция распределения по скоростям полностью перестраивается; при этом обе группы частиц "меняются" местами: если в начальном распределении преобладали частицы, отстающие от волны дельта большая fо/дельта vx<0, то теперь становится больше догоняющих частиц дельта большая fо/дельта vx>0 ). За счёт этого затухание волны сменяется её нарастанием. Через время ~ tau в ситуация снова меняется , т.е. амплитуда волны осциллирует во времени с характерным периодом~ tau вПериодич. осцилляции декремента и амплитуды будут происходить только в том случае, когда резонансные частицы синхронно колеблются в потенциальной яме. На самом деле из-за различия скоростей электроны в потенциальных ямах колеблются с разными периодами тау~(k|vx-vф|)(-1)(>)= таув. Из-за этого при достаточно больших временах произойдёт "фазовое перемешивание" резонансных частиц - число догоняющих и отстающих частиц сравняется. Декремент затухания обратится в нуль, и установится волна постоянной амплитуды. Ф-ция распределения резонансных частиц при таком перемешивании становится быстро осциллирующей функцией скорости. Т.о., бесстолкновительное затухание волны возможно только в случае достаточно малых амплитуд волн, когда у таув>>1, а при обратном предельном случае у таув <<1 после неск. колебаний амплитуды установится стационарный уровень амплитуды волны, отличающийся от начального на малую величину~ у таув Особенностью Л. з., как и всякого другого процесса, сохраняющего энтропию (отсутствуют соударения), явл. его обратимость. Обратимость, сохраняющаяся до тех пор, пока влиянием соударений можно пренебречь, имеет место и для волны малой амплитуды. В этом случае фазовая "память" о волне остаётся даже после её затухания. Она не создаёт никаких макроскопически наблюдаемых эффектов (поскольку интеграл по скорости от быстрых осцилляции стремится к нулю с ростом времени). Если же в плазме возбудить ещё одну ленгмюровскую волну, то через нек-рое время после её затухания возникнет самопроизвольное возмущение плотности заряда и электрич. поля - плазменное эхо. Возникновение эха связано с интерференцией мелкомасштабных осцилляции f, создаваемых волнами. В нек-рый момент времени происходит компенсация фаз осцилляции (f перестаёт осциллировать), что и приводит к изменению макроскопич. параметров плазмы. Необратимость возникает за счёт "сглаживания" мелкомасштабных осцилляции ф-ции распределения, обусловленного парными соударениями. Механизм "сглаживания" - диффузия частиц в пространстве скоростей - включается, когда масштаб осцилляции по скоростям на ф-ции распределения достигает малых размеров, причём время диффузии существенно меньше времени между соударениями. В результате диффузии на ф-ции распределения резонансных частиц образуется плато. Переход к "сглаженной" ф-ции распределения соответствует увеличению энтропии, т.е. такой переход необратим. При наличии в плазме пучка электронов производная от ф-ции распределения может быть положительной в определённом интервале скоростей. Тогда взаимодействие волны с резонансными частицами приводит к нарастанию со временем амплитуды волны, фазовая скорость к-рой лежит в этом интервале. Это явление наз. пучковой неустойчивостью … Затухание Ландау наиболее выражено( актуально) в холодной сильно вырожденной плазме , с температурой Т<<T ре, где Тре- электронная плазменная тем-ра . В этом пределе характерный масштаб экранирования продольных взаимодействий определяется величиной qo- волновым числом Томаса –Ферми h(2)q(2)=4e(2) р(2)Fe/(пhvFe), здесь р Fe и vFe ферми импульс и скорость электронов.Характерный масштаб экранирования поперечных взаимодействий , определяющийся затуханием Ландау, будет описываться волновым числом ^~(hwqo(2)vFe/c(2))(1/3), здесь с- скорость света, hw( омега)-это энергия , переданная при электрон-электронном столкновении . Т.к. в вырожденном вещ-ве hw~kВТ<<мюе,где мю е химический потенциал электронов , тогда выполняются условия^<<qo.Это означает, что поперечное взаимодействие экранируется на значительно боьших масштабах, чем родольное и значит , связанные с поперечным взаимодействием столкновения в релятивиском вещ-ве являются более эффективными.В нерелятивиском пределе поперечное взаимодействие подавляется множителем v(2)Fe/c(2) . Затухание Ландау при электроно-электронных столкновениях понижает теплопроводност кее и вязкость этаее, в ряде случаев в несколько порядков.во внутренней коре Н.з. при Т~(<)10(7)K теплопроводность кее становится доминирующей.несмотря на то, что з.Л. понижает эта ее( электронную сдвиговую вязкость) в несколько раз этого недостаточно , чтобы повлиять на полную электронную сдвиговую вязкость этае=(этаее(-1)+этаеj(-1)), также , как и полную теплопроводность электронов ке(-1)= кее(-1)+кееj(-1)нижаясь кее делается конкурентноспособным с кеj.Вязкость эта ее существенна в плазме лёгких ионов при Т(>)=Tpe.Она также может быть существена во внутренней коре Н.з. , когда плотность больше или равна 10(13)г/см(3) и темра меньше или равна 10(7)К, если происходит эффективное вымораживание процессов переброса в электроно-ионых столкновениях . kee=(п(3)kв cqo(2))/ 216 зета3 альфа (2), этаее=((п h ne pFec(hqoc)(2/3))/ 60[]эта(t) alfa(2)(kвТ)(5/3), здесь ne- концентрация электронов , альфа постоянная тонкой структуры , kв постоянная Больцмана , зета (3)=1,202 и[]эта(t)=1,813, здесь теплопроводность кее не зависит от тем-ры.В многокомпанентной плазме перенос тепла и импульса осуществляется электронами , мюонами и нейтронами , а протоны это пассивные рассеиватели , причём нейтронный и электрономюонный транспорт могут рассматриваться независимо друг от друга.при достаточно низких тем-рах в частотах столкновений будет доминировать слагаемое , связанное с поперечным экранированием(з.Л.), при этом электронный и мюонный транспорт расцепляются . Необычные температурные зависимости ке и эта е являются следствием динамического характера плазменного экранирования поперечного взаимодействия.Протонная свертекучесть не менет продольного взаимодействия заряженных частиц, но влияет на поперечное .Характер протонного экранирования меняется с динамического на статическое.В случае сильной протонной сверхтекуческти именно протонный вклад доминирует в экранировании поперечных взаимодействий .Характерный масштаб поперечного экранирования ^=[п(2)qt(2) delta/(4hc)](1/3), h(2)qt,p(2)=( 4альфа /п)р(2)Fp, определяется величиной сверхтекучей щели дельта.Т.к. дельта ~kвТср, в сильновырожденном сверхтекучем вещ-ве ^<<qo и следовательно будет сохраняться доминирующая роль поперечных взаимодействий.Изменения плазменного экранирования приводит к изменению частот столкновений всех заряженных частиц.Сильная протонная сверхтекучесть , приводящая к стандартному плазменному экранированию , восстанавливает стандартную для ферми-систем температурную зависимость частот столкновения.Столкновения электронов и мюонов с протонами подавляется за счёт уменьшения кол-ва нормальных протонв при Т<Тср.Затухание Ландау понижает теплопроводность электронов и мюонов кемю, делая её ниже на несколько порядков чем теплопроводност нейтронов kn( кемю- не зависит от тем-ры). Если построить кривые остывания молодых Н.з. с новой и старой теплопроводностью , там важной величиной является время температурной релаксации tr- оно определяется , как момент наиболее быстрого падения светимости при остывании молодых звёзд это время будет варьировать от 30 до 300 лет.Новая теплопроводность приводит к увеличению этого времени , но кривые остывания на последующей стадии остывания не зависят от теплопроводности в ядре звезды.Наибольшее увеличение tr- в несколько раз достигается при остывании нейтронной звезды с маленьким внутренним ядром , в к-ром разрешён прямой урка –процесс нейтринного энерговыделения.Испльзования нвой теплопроводности усложняет сопоставления кривых остывания с наблюдениями , т.к. на первом этапе остывания типичные значения светимости звезды много больше наблюдаемого верхнего предела.первй из сценариев образования н.з. образовалась после взрыва , но скрывается за остатками SN, а второй вариант состоит в том, что образованная н.з. обладает малым периодом релаксации и успевает остыть уже к моменту наблюдения.( Тепловое излучение NS(t<tr)никогда не наблюдалось). Теория , допускающая вторую возможность при наличии прямого урка- процесса в ядре звезды , при подавлении нейтронной теплоёмкости в коре сверхтекучестью и в предположении об аномальновысокой теплопроводимости во внктреннй коре нейтронной звезды за счёт спецефического конвексионного переноса тепла, возникающего в сверхтекущем вещ-ве.Сверхтекучесть повышает сдвиговую вязкость эта емю- мюонов и электронов в ядре нейтронной звезды,восстанавливая температурную зависимость эта мюе .Сдвиговая вязкость электронов и мюонов в несверхтекучем вещ-ве эта=этаемю +эта n.Сдвиговая вязкость электронов и мюонов заметно понижается за счёт з.Л.Учёт многочастичных эффектов в плотном вещ-ве , связанных с понижением эффективных масс нуклонов , приводит к увеличению сдвиговой вязкости.Сдвиговая вязкость мюонов и электронов и сдвиговаявязкость нейтронов по совремнным данным бывает одного порядка.При больших тем-рах будет доминировать эта е мю, тогда , как при малых тем-рах, из-за затухания Л., эта е мю уменьшится и тогда эта n- будет играть важную роль.Полученные вырожения эта мюе и эта n являютсяуниверсальными и применимы для широкого класса ур. состояния.Соотношение между здвигововыми вязкостями ещё будут сильно зависить от эффективных масс нуклонов.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 14:01 (#)

ЭЛЕКТРОПРОВОДИМСТЬ ЯДЕР НЕЙТРОННЫХ ЗВЁЗД.ПРОЦЕССЫ В МАГНИТОСФЕРАХ:

В отсутствии магнитного поля основными переносчиками зарядов являются электроны и мюоны .При наличии магнитного поля движения лёгких электронов и мюонов поперёк поля достаточно эффективно замагничивается вращением этих частиц вокруг магнитных силовых линий , а вот на массивные протоны магнитное поле влияет слабо.Поэтому протоны могут заметно менять электропроводность поперёк магнитного поля . Протонный транспорт ,в основном, определяется столкновением протонов и нейтронов ,здесь решают систему кинетических уравнений для всех сортов частиц плазмы в магнитном поле( например, решение к-рое было найдено Яковлевым- Шалыбковым) для двух- трёх и четырёх- компанентного вещ-ва.)В магнитном поле В проводимость сигма и электросопротивление R= сигма(-1) плазмы становятся тензорными величинами , анизотропными относительно магнитного поля . Тензор R будет содержать три компаненты продольное ( по отношению к В) электросопротивление R||, R+- поперечное электросопротивление и холлоаское: Rн, аналогичную структуру будет иметь и тензор сигма .Решения содержат величины Sci,это аналогично частотам столкновения . Величины Sci описывают темп потери импульса при столкновении частиц c и i сортов . Величины Sci, определяются столкновением заряженных частиц с учётом з.Л., при услоиях свойственным для некот. нейтронных Зв., когда В <10(13) Гс влиянием магнитного поля на плазменное экранирование пренебрегалось.Температурная зависимость Sci приобретёт такой вид Sci ----T(5/3)( вместо стандартной для ферми-систем зависимости Sci ---T(2)) вследствии динамического з.Л..Эффекты з.Л. окажет заметное влияние на продольное электросопротивление R||. При низких тем-рах R||---Т(5/3), если тем-ра около 10(8)К, R|| в два раза выше и при такой тем-ре при В (<)= 10(10) Гс R+( поперечное электросопротивление) практически совпадёт с R|| и тоже повысится примерно в два раза.При бОльших магнитных полях и меньших тем-рах R+ полностью будет определятся нейтроно- протонными столкновениями , но при малых тем-рах з.Л. существенно меняют частоты столкновений заряженных частиц, при этом совершенно не влияя на R+.Если имеется случай сильной нейтронной сверхтекучести в отсутвии протонй . В этом случае нейтроны должны полностью выпасть из системы кинетических уравнений и R+- полностью становится независимым от магнитного поля и равным R||, тогда влияние з. Л. Станет заметным.При сверхтекучести протонов, в отсутсвии нейтронной , протоны переходят в сверхпроводящее состояние , а магнитное поле, как бы сигментируется, разбивается на трубки с квантованным магнитным потоком , поддерживаемым сверхпроводящим током.проводимость нормальной компаненты плазмы , описывающая затухание нормальных токов , модифицируется также, как и др. кинитические коэффициэнты , а электросопротевление нормальной составляющей плазмы ( продольное и поперечное) заметно понизится.В предельно сильной протонной сверхтекучести оно определяется столкновениями электронов и мюонов с нейтронами. Сильное увеличение R+ за счёт протнонейтронных столкновений приводит к заметному уменьшению времени затухания сильных магнитных полей в ядрах нейтронных Зв. ПРОЦЕССЫ В МАГНИТОСФЕРАХ: 1)НЗ, с полем порядка 10(8)ГС и менее можно рассматривать , как незамагниченные, поскольку характерное замедление вращения такого объекта может привысить возраст нашей В., а при аккреции магнитное поле прижмётся к поверхности Зв. потоком бадающего вещ-ва(R^<RNS) и перестаёт оказывать каое либо влияние (R^- альвиолярный радиус) 2)Когда В > a(2)Bsh=2.4*10(9)Гс, а тождественна е(2)/ hc~1/137- это постоянная тонкой структуры , а Bsh=me(2)c(2)/(he)~4*10(13)Гс- это Швингеровское поле , гирорадиус электрона станет ниже гирорадиуса боровской арбиты в атоме водорода . Более сильные поля оказывают сильное влияние на структуру атомов, к-рые не ионизируются полностью даже на поверхности магнитаров. В первую очередь эти свойства скажутся на атмосферах н.з.Ближе к верхней границе интервала важными становится анизотропия и теплопроводность в коре н.з. и рассеяние излучения в атмосфере н.з. 3) В интервале Bsh=4* 10(13)Гс до B меньше или равно 10(18) Гс начинает происходить ряд важных интересных процессов.Энергия первого уровня Ландау начнёт превышать энергию покоя электрона и становятся сущесвенными реакции расщепления фотона у---.>2у, однофотонного рождения электрон- позитронной пары у<----> е+е(-), при этом сечения последнего процесса для фотонов различной поляризацией в сильных магнитных полях когда B>> Bsh существенно различаются они происходят для очень энергичных фотонов h ню>> me c(2).Анизотропия атмосферного рассеяния и теплопроводности вкоре н.з. ещё больше усиливается.( Атмосфера Н.з. имеет крайне малую геометрическую толщину, особенно по сравнению с атмосферой обычных Зв., позволяющая всегда пользоваться только плоско-параллельной геометрией и предположение о гидростатическом равновесии , такж же , с высокой точностью выполняются также ионизационное и локальное термодинамическое равновесие- это первая группа факторов.Ко второй группе факторов можно отнести худшая изученность рентгеновских спектров атомов по сравнению с оптическими , неопределённость хим. состава атмосфер н.з., наличие у н.з. сильного магнитного поля. Геометрически тонкий в несколько см или мм наружний слой вещ-ва н.з. существенно влияет на спектр излучаемого Зв. излучения . Изучение атмосфер н.з. началось относительно недавно.). Верхняя граница интервала 10(18)Гс определяется равенством энергии магнитного поля и гравитационной энергии связи н.з. . По-видимому, нет более сильных стационарного магнитного полях не может существовать на н.з.. Вопрос о механизме диссипации магнитного поля пока остаётся открытым.Необходимо понять сконцентрировано ли магнитное поле в коре н.з. или всё таки пронизывает её ядро, а также какую роль играет при этом аккреция( все знания на уровне предположений-гипотез). Механизмы ответственные за эволюцию поля в коре и ядре н.з. различны.Диссипация магнитного поля оказывается тесным образом связана с тепловой эволюцией н.з.. Для стандартного остывания , при к-рой нейтринная светимость н.з. определяется в основном модифицированными урка-процессами , за первый миллион лет поле распадается от 2- до 1000 раз в зависимости от глубины залегания и уравнения состояния Зв…По мере остывания проводимость н.з. увеличивается и распад поля замедляется.Скорость распада на конечной стадии будет зависеть от примесьной проводимости .Например, при типичном значении сигма imp поле практически не уменьшается в течении 10(8) лет, но стоит магнитному полю продиффузировать сквозь всю кору и достигнуть сверхпроводящего ядра , распад становиться экспотенциальным.Когда другие процессы затухания магнитного поля в коре н.з. должно привести к антикорреляции между тем-рой и магнитным полем молодой н.з., чем меньше масса и тем-ра н.з. , тем меньше и её магнитное поле.Аккреция тоже влияет на магнитное поле Зв., нагревая поверхность Зв., она уменьшает проводимость.Потом , поток вещ-ва, к-рый при этом возникает переносит поле в более глубокие слои Зв., ещё аккреци экранирует магнитное поле.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 14:11 (#)

Магнитары и пульсары:

http://elementy.ru/lib/25574/25579 это нейтронные звезды, только если первый подвержен редким «звездотрясениям» и невероятно мощным выбросам мягких гамма-квантов, то второй — с регулярно излучает в пространство радиоимпульсы(радиопульсары).Стандартные модели пульсаров (Голдрайх, Джулиан 1969; Бескин и др. 1993) предсказывают, что в небольших областях вокруг магнитных полюсов электрическое поле, возникающее из-за вращения наклонного ротатора, будет вырывать из поверхности, а затем эффективно ускорять электроны. Через небольшое время ускоренные электроны начинают рождать электрон позитронные пары.Вторичные электроны тоже начинают удаляться от Н.з., а вот позитроны будуд двигаться в обратном направлении , но их движение происходит почти вдоль магнитных силовыхполей полей, то в конечном счёте они попадут в область вблизи магнитных полюсов и они прогреют их до тем-ры около 10(7)К.Они и будут обуславливать пульсирующую часть теплового излучения, наблюдаемую у некоторых молодых пульсаров.Этот механизм будет действовать пока Н.з. будет вести себя , как радиопульсар. Первый магнитар был открыт в 1979 г. в Большом Магеллановом облаке благодаря регистрации очень мощного всплеска мягкого гамма-излучения. регистрации очень мощного всплеска мягкого гамма-излучения. Для них характерны 3 вида всплесков: а) слабые,в) промежуточные и с) сильные. Ну слабые всплески проявляют себя чаще.. http://ru.arxiv.org/abs/astro-ph/0605429. Образование магнитаров, когда SN коллапсирует до NS, т.е. также , как и радио и рентген- пульсары, любопытный факт, что при взрыве 10 SN только одном случае появляется магнетар.(It is estimated that about 1 in 10 supernova explosions results in a magnetar rather than a more standard neutron star or pulsar.). When, in a supernova, a star collapses to a neutron star, its magnetic field increases dramatically in strength (halving a linear dimension increases the magnetic field fourfold). Duncan and Thompson calculated that the magnetic field of a neutron star, normally an already enormous 10(11-12) G(the gauss)through the dynamo mechanism, grow even larger, to more than1015 gauss. The result is a magnetar. Magnetars are primarily characterized by their extremely powerful magnetic field, which can often reach the order of 10 gigateslas(the tesla is equivalent to 104 G or 10 G = 1 mT)...Магнитар со средним полем <В> у себя внутри , может обеспечить за счёт распада данного поля светимость L в течении интервала времени : tau =(<В(2)>/8п)х(4п/3)R(3)NSx(1/L)= (<В(2)> R(3) NSx)/6L. При условиях, когда сверхсильном магнитном поле ( на поверхности В~10(15)Гс или 10(11)Т, как это наблюдается у магнитаров, проявляется квантовый характер процессов излучения и распада фотонов и рождения электроно-позитронных пар в сильном магнитном поле электроны и позитроны двигаются вдоль силовых линий магнитного поля . Траектории частиц искривлены , это связано с геометрией поля, потому и происходит излучение изгибных фотонов.Они летят практически по касательной , практически, к линии магнитного поля , потому что частицы их излучающие яв-ся ультрарелятивискими , а характерный угол конуса излучения обратно пропорционален Лоренц-фактору частиц.Фотон пересекает силовые линии и при достижении некоторого критического угла происходит однофотонное рождение позитрон-электроной пары.Есть существенные отличия данных процессов от процессов рождения плазмы в магнитосфере обычного пульсара с поверхностным полем В~10(12) Гс от того , что происходит в магнитарах. Первое, в магнитосфере магнитара рождение фотоном пары , как предполагают, должно происходить сразу на нулевой уровнь Ландау, это вызвано с одной стороны , с величиной магнитного поля , а с другой, с движением этого фотона под малым углом к полю.В магнитосфере пульсара рождение фотоном пары частиц будет происходить на высоких уровнях Ландау, а также почти сразу переходя на нулевой уровень , высвечивать синхрофотоны , к-рые в свою очередь тоже могут рождать пары.Во- вторых ,в сильном магнитном поле становится существенным процесс распада фотона на два и это приводит к тому, что испущенный изгибной квант , когда распространяется в магнитном поле , успеет распасться раньше , чем будет достигнут критический уровень и произойдёт рождение эл.-поз. пары. Два образовашихся фотона будут обладать вдвое меньшей энергией , а значит , критический уровень будет вдвое больше , что увеличит их свободный пролёт до рождения пары , а за это время образовавшиеся фотоны могут распастся , и рождения плазмы может не происходить.Но , отметим , что распад фотона в сверхсильном магнитном поле не изменяет коренным образом картину изгибного каскада.Это происходит потому, что, во-первых, распад одной из поляризаций фотона строго запрещён , поэтому поведение такой системы значительно отличается от такой , в к-рой возможен распад фотонов обеих поляризаций, в последнем случае система будет характеризоваться тем, что с течением времени устанавливается не зависящие от начальных условий стационарные спектры с большим показателем , чего не наблюдается в первом случае.Потом, если вероятность распада фотона зависит только от его энергии и не зависит от конкретного вида ядра фрагментации.При начальных условиях в виде степенной функции они тоже имеют степенный вид с таким же показателем степени и коэффициентом перед степенью , к-рый отличается от начального лишь на небольшое слагаемое.При конечном времени в спектре изгибных фотонов можно выделить границу ,разделяющие две области , в одной из к-рых спектр ещё не изменился существенным образом , а в другой он уже вышел на асимптотическое значение.Но ,несмотря на отсутствие зависимости временной асимптотики спектра фотона от ядра в случае равновероятного распада , скорость выхода на асимптотическое значение всётаки сильно зависит от вида ядра.Условие самосогласование процессов в каскаде в случае сверхсильного поля и в асимптотике больших Лоренц-факторов частиц приводит к значению показателя из спектра в(бета)=3.5. спектр будет более крутым , нежели чем спектр частиц в обычных пульсарах, там в~2. Наверняка это будет связано с отсутствием процессов излучения синхрофотонов в сверхсильном магнитном поле.Если же Лоренц-фактор частиц не очень большой , то коффицент затухания фотонов за счёт рождения электрон- позитронных пар фактически обращается в нуль, в данном случае рождение плазмы не происходит.Это приводит к сильной зависимости эффективности изгибного каскада от режима ускорения частиц.Когда( если?) возникновение ускоряющего электрического поля определяется отличием плотности заряда в магнитосфере от голдрайховского , к-рое обусловлено движением частиц вдоль силовых линий магнитного поля , то при задании нулевого потенциала на поверхности магнитара и на поверхности, охватывающей пучок открытых силовых линий , образующих полярную область , Лоренц-фактор вначале растёт линейно с расстоянием от поверхности Зв., а на бесконечности выйдет на некоторое асимптотическое значение.Хоть , конечно частицы в состоянии достигнуть достаточной энергии на далёких расстояниях , но наростание энергии будет происходить медленнее , чем увеличение радиуса кривизны свободного пробега при изгибном излучении, поэтому, в случае рассматриваемой модели ускорения частиц , данная зависимость даст основания считать , что изгибной каскад не эффективен , поэтому видимо следует искать другие механизмы рождения плазмы в магнитосфере магнитара , о таком механизме могут свидетельствоавть наблюдаемые ( обнаруженные?) радиоизлучение рентгеновских магнитаров ( они похожи на такие у аномальных рентгеновских пульсаров) на высоких частотах. , возникающие после рентгеновской вспышки , ( “может быть”? , одно из предположений) «возможно?» задействовано тепловое излучение с поверхности Зв.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 14:23 (#)

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0406133 http://ru.arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0304/0304120v1.pdf http://www.atlasaerospace.net/newsi-r.htm?id=2420

User pointofnoreturn, 22.01.2009 14:33 (#)

http://ru.arxiv.org/abs/astro-ph/0605429 http://www.esa.int/esaSC/SEMZR97DWZE_index_0.html http://solomon.as.utexas.edu/~duncan/magnetar.html Рождение мягких , повторяющихся гамма-всплесков, может быть объяснено одной, из бытующих в настоящее время теорий, к-рая позволяет описывать( объяснять) поведение аномальных источников рентгеновских лучей в настоящее время считается та, что была создана в 1992 году (Christopher Thompson , Robert Duncan), они связали вспышечную активность магнитаров с пересоединением магнитных силовых линий в их магнитосфере (так это рассматривалось первоначально) или внешней твердой коре, плавающей поверх сверхтекучего "слитка".Эта теория предполагает , что во внешних слоях нейтронных звезд нейтроны и протоны могут образовывать "нормальные" атомы (в квазизвездном центре они друг к другу большим давлением так сильно, что происходит “объединение?( обобщение?)”( вот адрес, там эта теория: http://solomon.as.utexas.edu/~duncan/magnetar.html).Сильное магнитноеполе деформирует эти атомы на поверхности, вытягивая их в квазиполимерные нити , они покрывают всю поверхность магнитара(“релятивистское фермиевскоe море электронов , а внутри вздувшиеся”ядерные макароны , спагетти или лазанья” (nuclear spaghetti and lasagna ) , по данной теории именно спорданическая перестройка фрагментов с пересоединением магнитных силовых линий ( как это бывает во время вспышек на Соле), как раз и приводит к мощным выбросам излучения…Есть ещё предположение , что активность магнитаров вызвана наличием аккреционных дисков .

User pointofnoreturn, 22.01.2009 15:01 (#)

Немного про аккреционные диски:

http://ru.arxiv.org/abs/astro-ph/0502266 http://arxiv.org/abs/astro-ph/0312362 http://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/acc.html Наиболее эффективно процесс образования АД будет происходить в ТДС, когда одна из звёзд превращается в компактный релятивиский объект ( будь то белый карлик, ВН или нейтронная Зв.), а другая заполняет свою полость Роша , через точку Лагранжа ( L1) вещ-во покидает нормальную оптическую звезду и оказывается в области Роша компактного объекта , а блогодоря наличию углового момента газ не падает сразу , а образует вращающеесявокруг Зв. кольцо, к-рое из-за перпеноса момента может расплываться в АД.Газовая струя , истекающая из оптической Зв. через точку Лагранжа , ударяет в диск с выделением большого кол-ва энергии( hot spot). Компактные объекты имеют следущие радиусы: 1)Для ВН :RBH=Rg=2GM1/c(2); 2) Для NS: R NS~(1:2)x10(6) см 3) радиусы белых карликов примерно в 100 раз меньше радиуса Сол.Если релятивиская зв. не обладает магнитным полем , то можно считать что внутренняя граница АД – r1- простирается до поверхности Зв.Магнитное поле может разрушить аккреционный диск(АД) на расстоянии существенно превышающий радиус аккрецирующего объекта . магнитные поля у нейтронных звёзд могут достигать до 10(12) Гс.Диск будет разрушаться магнитным полем нейтронной Зв . уже на расстоянии альвеновского радиуса r1 около 10(8): 10(9) см (Прингл и Рис).Значение радиуса внешней границы аккреционного диска R – будет определяться параметрами двойной системы , прежде всего орбитальным периодом Р и массой оптической зв. М2, а также темпом потери её массы , а ещё процессами , к-рые будут происходить в АД.Вследствии большого различия физ.ю процессов в ТДС могут встречаться любые ситуации , тогда АД может занять всю полость Роша компактного объекта .А расстояния между компанентами могут лежать в широком диапазоне 0,2(<)= a/Ro(<)~2000.Аккреторы замагниченных нейтронных Зв., к-рые находятся на стадии аккреции . Допустим у нас рентгеновские пульсары ( источники ренгеновского излучения ) и/ или рентгеновские барстеры ( источники переменного периодического излучения), во всяком случае речь сейчас пойдёт о них . У ренгентовских источников наблюдаются сложное временное поведение блеска : выделяю периодические, квазипериодические и случайные изменения( тому будут виной очень разные причины).Известно несколько десятков рентгеновских пульсаров , среди к-рых будут наблюдаться , как системы с массивными ОВ , так и с красными карликами и гигантами.Первичным компанентом является вращающаяся нейтронная Зв. с сильным магнитным полем 10(12)Гс. Конвективные движения и быстрое вращение могут привести к появлению полей вплоть до 10(16)Гс- эти объекты будут уже называться магнитарами …Отличительной особенностью рентгеновских пульсаров будет являться периодическое рентгеновское излучение .Переменное излучение связано с мощными магнитными полями , наблюдается и долгопериодическая переменность , это может быть свидетельством того , что оптическаязв. Заняла всю полость Роша.Светимость рентгеновских пульсаров, в данном случае, будет составлять около 10(39) эрг/с, для чего необходим темп аккреции 10(-7) Мо/год . И если в случае сверхгигантов иссечение в виде квазисферического Зв. ветра обеспечивают наблюдаемые светимости , то в данной системе истекающее вещ-во будет образовывать АД.Другим наблюдаемым фактором АД, яв-ся ускорение вращения нейтронной Зв. со временем, данный эффект наблюдается у всех р. Пульсаров и это можно объяснять тем, что , когда в режиме дисковой аккреции вещ-во попадает в магнитосферу , оно передаёт ей свой угловой момент движения . А для р. барстеров характерна вспышечная активность в рентгендиапвзоне ((<)~1 кэВ). Обнаружено более сотни барстеров.Наблюдаются вспышки типа I, они повторяются с интервалами в несколько часов и быстрее I I(15). Светимость барстера будет составлять около 10(38)эрг/с , полная энергия излучения в р. диапазоне будет составлять около 10(39)эрг/с.Причина вспышек , в данном случае, связана с ядерными взрывами вещ-ва , накопившемися между вспышками на поверхности NS результате аккреции.У большинства барстеров будут отсутствовать затмения и яркие оптические двойники это будет говорить о том , что оптические звёзды в данной ТДС будут маломассивный красные карлики, заполневшими полость Роша так, что аккреция идёт в дисковом режиме.Т.о. излучение барстеров между вспышками обусловлено существованием “стационарного” АД.Наблюдаемое излучение р. барстеров не испытывает строго периодических пульсаций ,это будет объясняться малостью магнитных полей нейтронныз Зв.( Вo<<10(8)Гс) и в такой ситуации АД будет достигать поверхности NS. Вспышки I I будут объясняться выделением энергии при аккреции вещ-ва с магнитным полем около 10(8)Гс, когда вещ-во порциями проникает внутрь магнитосферы за счёт развития какой-либо неустойчивости на границе магнитного поля и аккр. плазмы.НЕБОЛЬШОЕ ОБОБЩЕНИЕ: Аккреция-это процесс падения вещества на космическое тело из окружающего пространства. Аккреция в однородной среде , т.е. неподвижной относительно тела газовой среды аккреция сферически симметрична. В случае излучающих тел (звёзд) сферически симметричная аккреция газа возможна только при условии, что светимость тела не превышает критическую светимость. Аккреция в однородной среде;- для неподвижной относительно тела газовой среды аккреция сферически симметрична. В случае излучающих тел (звёзд) сферически симметричная аккреция газа возможна только при условии, что светимость тела не превышает критическую светимость. Для движущихся гравитирующих тел аккреция близка к сферически симметричной при скорости движения тела меньшей скорости звука в среде. При сверхзвуковых скоростях движения гравитирующего тела сквозь газовую среду, аккреция на него происходит в конусе, расположенном позади тела и ограниченном вызванной им ударной волной. При аккреции плазмы на на небесное тело, обладающее собственным магнитным полем, механизмы аккреции определяются магнитогидродинамическим взаимодействием плазмы с магнитным полем. Если у нас двойная система, то там аккреция существенно асимметрична и может вносить значительный вклад в эволюцию как самой системы, так и ее компонентов. Наиболее интенсивная аккреция в двойных системах происходит когда в процессе эволюции один из компонентов заполняет свою полость Роша, что приводит к перетеканию вещества на соседнюю звезду через внутреннюю точку Лагранжа L1. В этом процессе перетекающее вещество образует аккреционный диск, ответственный за многие наблюдательные феномены рентгеновских источников. Если давление магнитного поля в окрестностях небесного тела превышает газовое давление аккрецируемой плазмы, тогда аккреция останавливается на расстоянии альвеновского радиуса, то есть на границе магнитосферы и направляется на магнитные полюса небесного тела.Важным условием для аккреции плазмы на магнитные полюса является ее проникновение внутрь магнитосферы, это происходит за счет развития гидромагнитных неустойчивостей( например , Релея-Тейлора) магнитосферы (магнитопауза) определяется условием равенства давлений магнитного поля и набегающей плазмы, то есть радиус магнитосферы (альвеновский радиус rA) определяется соотношением(1/8п)В(2) r A =(1/2) роV(2) rA где В- магнитное поле небесного тела, а ро и V — соответственно плотность и скорость потока набегающей плазмы. Аккреция на поверхность нейтронных звезд с накоплением на её поверхности и образованием вырожденной оболочки (см. вырожденный газ), богатой водородом и гелием, приводит к взрывному термоядерному синтезу. Такие объекты наблюдаются как вспыхивающие рентгеновские источники с периодом от нескольких часов до нескольких дней (барстеры).Давление магнитного поля в магнитосфере нейтронной звезды сравнивается с давлением аккрецирующего потока ионизированного вещества и канализирует поток аккрецирующей плазмы в область магнитных полюсов. Вследствие вращения нейтронной звезды наблюдаемый поток излучения периодичен; такие системы наблюдаются как рентгеновские пульсары.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 15:12 (#)

Аккреция оказывает влияние на эволюцию магнитного поля .

http://lnfm1.sai.msu.ru/~marat/articles/rus/mx_evolution_rus.pdf http://www.astronet.ru/db/msg/1171435 Вопервых, ( как уже гоаорилось)она будет нагревать поверхность Зв., уменьшая тем самым проводимость, во вторых, будет возникать поток вещ-ва к центру SN, к-рый будет переносить поле в более глубокие слои Зв.Например, аккреция с темпом меньше 10(-14)Мо будет незначительно ускорять разпад поля. Итак, для одиночных NS –этим эффектом можно пренебречь.Аккреция может также и экранировать магнитное поле ( Бисантов- Коган и Комберг). Для реализации такокого механизма в слое вещ-ва над магнитным полем должны быть подавлены неустойчивости.Возможен также механизм , при к-ром поле из ядра NS “ выпихивается” в кору за счёт вращения или архимедовой силы и затухает там же за сёт омических потерь… Аккреция на одиночные объекты будет отличаться от аккреции в ТДС, во-первых там будет отсутствовать орбитальный момент , во вторых темп аккреции будет невелик , при аккреции Бонди(одиночная NS, аккретирующае вещ-во межзвёздной среды) , NS- может иметь светимость порядка 10(32)эрг/с. Если NS будет находится в плотном молекулярном облаке , то светимость может существенно возрасти.Запишем темп аккреции так: М= сигма ро бесконечность vбесконечность . В случае сферической аккреции радиус грав. захвата будет равен : RG=(2G M)/cs(2) ,сs-это скорость звука в межзвёздной среде(МСЗ) вдали от NS и М= 4п RG(2) ро бесконечность cs экспонент. сs(-3).Есть сильная зависимость аккреции от тем-ры и поэтому вопрос прогрева МЗС излучением НЗ очень важен.Прогрев аккрецию не останавливает.В случае цилиндрической аккреции ( v бесконечность >cs) изменяется ф-ла радиусагравитационного захвата : RG=(2G M)/(cs(2)+ v бесконечность(2)) и ,т.о.,для темпа аккреции будет:М=кп((2GM)(2)/ (cs(2)+ v бесконечность(2))) x ро бесконечность, коэффициэнт пропорциональности к , зависит от скорости вращения NS, будем для простоты считать его равным единице, надо сказать, что точные аналитические решения в данном случае отсутствуют.И важным будет также учёт влияния магнитосферы.Прогрев уменьшает темп аккреции , но не останавливает его.За счёт жёсткого излучения вокруг одиночной движущейся NS вокруг неё возникает хвостообразная туманность , для самых низкоскоростных НЗ она имеет размер около 10(17) см.При движении в среде порядка 10(-24) г/см(3) уменьшение темпа аккреции составляет от 30 раз при скорости 20км/с до 3 раз при скорости порядка 40-60км/с. При наличии магнитного поля темп аккр. уменьшается в несколько раз по сравнению с незамагниченной НЗ.Верхним пределом является темп аккреции Бонди, но он в природе очень редкое явление.Существует гипотеза , согласно к-рой активность молодых- радиотихих связано не столько с энергией магнитного поля , и не остаточным теплом, сколько с аккрецией. Темп аккреции является функцией времени , т.к. новое вещ-во в диск не поступает .Аккреционный диск получается из остатков вспышек SN, захваченного грав. полем новообразованного объекта ( fall-back). На сегодняшний день процесс обратного выпадения вещ-ва считается стандартным в моделях взрыва SN, а когда-то было принято считать , что так образуются планеты вокруг радиопульсаров.Аккреционный диск вносит вклад в увеличении периода радиопульсаров. Для "стандартной" НЗ (радиопульсара) с В около 10(12) Гс с медленным(тау>10(8) лет) затуханием магнитного поля аккреция из межзвездной среды (МЗС) начнется спустя не менее10(9) лет после ее рождения. В первую очередь это время зависит от пространственной скорости НЗ. Аккреция на молодые NS возможна при большой плотности и/или меньших В, но даже аккреция на старую NS быстро прогревает ее кору и может сделать звезду видимой. При аккреции на НЗ со слабым полем вещество падает на всю поверхность звезды. Типичная температура одиночной аккрецирующей НЗ лежит в интервале 0.03-0.3 кэВ. Для НЗ с более сильными полями аккрецирующее вещество будет двигаться вдоль магнитных силовых линий и выпадать на магнитные полюса НЗ. В этом случае температура излучения будет более высокой из-за меньшей площади излучающей области. Аккреция на одиночные НЗ возможна не только из МЗС, но и из околозвездного диска, образующегося из остатков оболочки сверхновой в таком случае темп аккреции велик .… Следует также отметить, что наличие аккрецированной оболочки весьма сильно влияет на кривые остывания. Через оболочку из легких элементов тепло переносится легче, чем через железную, такая оболочка увеличивает тепловую светимость НЗ на нейтринной стадии остывания и ускоряет высвечивание тепловой энергии на фотонной стадии.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 17:01 (#)

Пульсары

Пульсары Существование Н. з. было предсказано в 30-х гг. 20 в.,вскоре после открытия нейтрона. Но только в 1967 г. они были обнаружены в виде импульсных источников радиоизлучения - пульсаров. Затем было установлено, что Н. з. проявляют себя также как рентгеновские пульсары (1971 г.) и вспышечные источники рентг. излучения - барстеры (1975 г.). Не исключено, что на одной из стадий существования Н. з. явл. источниками гамма-всплесков. К 1984 г. открыто ок. 400 Н. з., из них ок. 20 в виде рентг. пульсаров, ок. 40 в виде барстеров, а остальные в виде обычных радиопульсаров. П. - источники космич. импульсного радиоизлучения с очень большой стабильностью периода. Они излучают в широком спектр. диапазоне - от метровых до сантиметровых волн включительно, а в ряде случаев - даже в оптич., рентг. и гамма-диапазонах. Происхождение радиоимпульсов можно объяснить , так , магнитное поле наклонено на угол 45о-90о относительно оси вращения . Нейтронная звезда окружена мощной магнитосферой , плазменным облаком, где частицы связаны с магнитным полем , и вращаются вместе с ним . В результате взаимодействия магнитного поля пульсара с окружающей его магнитосферой образуются узкие пучки направленного излучения.Т.к. звезда вращается это излучение начинает вести себя подобно лучу маяка и когда попадает в поле нашего зрения наблюдается, как быстрые имульсы.Быстрое вращение радиопульсара( особенно в начале его жизни) вызывает нетолько радиоизлучение , но и ещё значительная часть энергии уходит вместе с релятивискими частицами . Из-за эмиссии электромагнитного излучения , нейтрино, частиц космических лучей и , возможно, гравитационного излучения, угловой момент вращения нейтронной Зв. будет уменьшаться, вследствии этого период пульсара будет расти. Осн. особенностью П. состоит в том, что импульсы приходят от них через определенное, характерное для каждого П. время периоды повторения испульсов P лежат в пределах от 1,56 мс до до 4,3 с. У каждого П. период сохраняется с очень высокой точностью. Основные характеристики наблюдаемого излучения пульсаров. Импульсы П. имеют как простую, так и сложную структуру, к-рая зависит от времени и частоты. Но, несмотря на вариации, ср. форма импульсов (полулученная усреднением большого числа импульсов) стабильна и х-на длякаждого пульсара .Отдельный импульс обычно состоит из одного или неск. субимпульсов. Субимпульсы часто имеют простую симметричную форму и могут появляться в любой части ср. профиляю Там, где субимпульсы сильнее или появляются чаще, в ср. профиле образуется пик .У нек-рых П. наблюдается дрейф субимпульсов. Возникнув у одного края ср. профиля, субимпульсы в каждом последующем импульсе появляются все ближе к др. краю. При наблюдениях с высоким временным разрешением. в субимпульсах ряда П. можно выделить микроструктуру (микроимпульсы). Существуют П., у к-рых в промежутке между главными импульсами (почти посередине) наблюдается т.н. интеримпульс. Энергия интеримпульсов, как правило, меньше энергии главных импульсов, может быть сравнима с ней.. Ширина усредненого импульса составляет обычно (0,01-0,1)P. Со временем периоды П. медленно увеличиваются. Иногда в нек-рых П. наблюдаются скачкообразные изменения периода (за время, не превышающее неск. суток). Впервые такие изменения были зарегистрированы у двух самых молодых П… Помимо указанных внезапных изменений интервал между импульсами систематически то увеличивается, то уменьшается из-за эффекта Доплера ( былa подтверждена независимость скорости света от частоты). Амплитуда импульсов может меняться ,а отдельные импульсы даже пропадают. Такое "замирание" П. может длиться неск. десятков периодов, а в ряде случаев излучение возобновляется только через неск. суток и даже недель. Излучение П., как правило, сильно поляризовано. У нек-рых П. наблюдается также круговая поляризация радиоизлучения, достигающая 30-50%. Импульс радиоизлучения П. возникает практически одновременно в широком интервале радиоволн. Однако при распространении через атмосферу П. и ионизованный межзвездный газ низкочастотная часть излучения запаздывает относительно высокочастотной (чем ниже частота, тем меньше групповая скорость волн в межзвездной среде), и поэтому высокочастотные импульсы приходят к наблюдателю раньше низкочастотных. Влияние межзвездной среды сказывается также на длительности импульсов на метровых волнах. Облака межзвездного газа рассеивают проходящее через них радиоизлучение, в результате наблюдатель видит одновременно множество импульсов, прошедших разными путями. Чем больше рассеяние, тем больше запаздывание и размытие импульса. По величине запаздывания импульсов на разных частотах, а также независимо по поглощению излучения в облаках нейтрального водорода межзвездной среды на волне 21 см были найдены расстояния до П. и получено их пространственное распределение. Оказалось, что они концентрируются к галактической плоскости и находятся на расстоянии в среднем ок. 3 кпк, т.е. являются, несомненно, галактическими объектами. П. обладают значит. собственными скоростями. Плотности потоков радиоизлучения П. исследовались в широком диапазоне волн - от декаметровых до сантиметровых включительно. Спектры пульсаров сильно отличаются друг от друга, однако обладают нек-рыми общими св-вами, а именно: на частотах ниже ~ 100 МГц наблюдается уменьшение плотности потока радиоизлучения - "завал" спектра, а на частотах выше неск. ГГц спектр становится круче - "излом" спектра . Внутри этого интервала изменение плотности потока носит степенной характер и спектральный индекс лежит в пределах 0,6-3. Зная длительность импульсов, можно получить верхний предел на размеры излучающей области. Действительно, область излучения не может быть больше длины пути, проходимого эл.-магн. излучением за время длительности импульса. Отсюда следует, что размеры излучающих областей П. 1000-10000 км. Углы, под к-рыми эти области видны с Земли, очень малы (~ 10-12 секунды дуги). Результаты измерений мерцаний П. на еноднородностях межзвездной среды подтверждают малость (<10-8 секунды дуги) областей излучения. Радиосветимости П. лежат в пределах 1025-1031 эрг/с. Вывод о малых размерах областей генерации радиоизлучения П. указывает на их высокие яркостные температуры Tя. Пульсары излучают широкий спектр волн, но ИК-, оптическое, рентгеновское и гамма-излучения наблюдаются только от самых молодых . Данные о светимости этих П... Большая часть энергии молодых П. излучается в рентгеновских и гамма-диапазонах. Радиосветимость этих П. ~ 10-5-10-6 от их полной светимости. Считается, что нейтронная звезда имеет магнитное поле, ось к-рого не совпадает с осью вращения звезды. В этом случае излучение звезды (радиоволны и видимый свет) скользит по Земле как лучи маяка. Когда луч пересекает Землю регистрируется импульс. Само излучение нейтронной звезды возникает за счет того, что заряженные частицы с поверхности звезды двигаются вовне по силовым линиям магнитного поля, испуская электромагнитные волны. Этот механизма радиоизлучения пульсара, впервые предложенный Голдом. Если пучок излучения попадает на земного наблюдателя, то радиотелескоп фиксирует короткие импульсы радиоизлучения с периодом, равным периоду вращения нейтронной звезды. Форма импульса может быть очень сложной, что обусловлено геометрией магнитосферы нейтронной звезды и является характерной для каждого пульсара. Периоды вращения пульсаров строго постоянны и точности измерения этих периодов доходят до 14 - значной цифры. В настоящее время обнаружены пульсары, входящие в двойные системы. Излучение пульсара должно приводить к уменьшению скорости вращения нейтронной звезды. Такой эффект также был обнаружен. Нейтронная звезда, входящая в состав двойной системы, может быть и источником интенсивного рентгеновского излучения. Существуют рентгеновские источники (называемые барстерами), в к-рых периодически с интервалом от нескольких часов до суток происходят всплески излучения. Характерное время нарастания всплеска - 1 сек. Длительность всплеска от 3 до 10 сек. Интенсивность в момент всплеска может на 2 - 3 порядка превосходить светимость в спокойном состоянии. В настоящее время известно несколько сотен таких источников. Считается, что всплески излучения происходят в результате термоядерных взрывов вещества, накопившегося на поверхности нейтронной звезды в результате аккреции. В соответствии с современными представлениями о поведении вещества при плотностях в 102 - 103 раз, превышающих ядерную (а именно о таких плотностях идет речь, когда обсуждается внутреннее строение нейтронной звезды), внутри звезды образуются атомные ядра вблизи границы устойчивости. Более глубокое понимание может быть достигнуто в результате исследования состояния вещества в зависимости от плотности, температуры, устойчивости ядерной материи при экзотических отношениях числа протонов к числу нейтронов в ядре np/n n, учете слабых процессов с участием нейтрино. В настоящее время практически единственной возможностью исследования вещества при плотностях больших ядерной являются ядерные реакции между тяжелыми ионами. Однако, экспериментальные данные по столкновению тяжелых ионов дают пока недостаточно информации, т. к. достижимые значения np/ nn как для ядра - мишени, так и для налетающего ускоренного ядра невелики (~ 1 - 0.7). Точные измерения периодов радиопульсаров показали, что скорость вращения нейтронной звезды постепенно замедляется. Это связано с переходом кинетической энергии вращения звезды в энергию излучения пульсара и с эмиссией нейтрино. Небольшие скачкообразные изменения периодов радиопульсаров объясняются накоплением напряжений в поверхностном слое нейтронной звезды, сопровождающимся “растрескиванием” и “разломами”, что и приводит к изменению скорости вращения звезды. В наблюдаемых временных характеристиках радиопульсаров содержится информация о свойствах “коры” нейтронной звезды, физических условиях внутри неё и о сверхтекучести нейтронного вещества. В последнее время обнаружено значительное число радиопульсаров с периодами меньшими 10 мс. Это требует уточнения представлений о процессах, происходящих в нейтронных звездах. Другой проблемой является исследование нейтринных процессов в нейтронных звездах. Эмиссия нейтрино является одним из механизмов потери энергии нейтронной звездой в течении 105 - 106 лет после её образования. Вращающаяся нейтронная звезда сплющена вдоль оси вращения. В процессе замедления вращения сплющенность звезды уменьшается (снижаются центробежные силы) и в коре нейтронной звезды возникают напряжения. Постепенное накопление напряжений в коре приводит к резким сдвигам - звездотрясению, изменению размеров, а следовательно, и к изменению периода вращения. Это явление и определяет скачкообразные изменения периода П. Св-ва П. существенно меняются в ходе их эволюции. В зависимости от возраста П. можно условно разделить на три группы: молодые П., среднего возраста и старые. Молодые П. явл. мощными источниками высокочастотного излучения, в осн. рентг. и гамма-излучения, и ультрарелятивистских частиц. По мере замедления вращения П. их высокочастотное излучение и поток ультрарелятивистских частиц сильно уменьшаются. Отличительной чертой старых П. явл. "замирание" (прекращение на нек-рое время) их радиоизлучения, причем длительность "замирания" П. увеличивается в ходе эволюции до тех пор, пока, в последний раз послав в космич. пространство импульсы радиоизлучения, П. не "замолчит" навсегда. По существующим оценкам, число "мертвых" П. в космич. пространстве в тысячи раз больше, чем число П., генерирующих мощное радиоизлучение. Излучение П. широко используется для решения ряда задач астрономии и физики. При помощи этого природного локатора были с высокой точностью измерены скорость движения и радиус орбиты Земли. Благодаря замечательным св-вам П. - импульсному излучению, его поляризации, широкополосности - были детально исследованы св-ва межзвездной среды: измерена ср. концентрация электронов. В космич. пространстве имеются объекты, излучение к-рых также представляет собой последовательность коротких импульсов, следующих друг за другом с весьма стабильным периодом.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 17:22 (#)

Двойные пульсары ,например открытая в в 2003двойная звёздная система PSR J0737-3039

http://prola.aps.org/abstract/PRL/v13/i18/p539_1 http://www.skyandtelescope.com/news/3309656.html?page=1&c=y и подобная ей , открытая в 1974 году двойная Зв.система, состоящая также из пульсаров, Тэйлором и Халсом— PSR B1913+16 позволили весьма точно проверить ОТО , поскольку релятивистские эффекты отражаются на временных интервалах, с к-рыми происходит излучение пульсарами электромагнитных импульсов.Чаще всего находят двойные системы с нейтронной Зв. и пульсаром,находки двойных систем состоящих из пульсаров довольно редки. Необычайная близость компонентов системы и малый орбитальный период, а также тот факт, что можно увидеть систему практически с ребра -это позволяет исследовать проявления релятивистских эффектов с высочайшей точностью. Начиная с 2005 года публикуется множество данных, свидетельствующих о полном соответствии наблюдаемых эффектов с теорией: В 2008 году благодаря J0737-3039 была открыта аномальная прецессия оси вращения пульсара под действием сильного поля тяготения своего соседа. Наблюдаемый эффект, известен как прецессия, был предсказан самим Эйнштейном примерно 90 лет назад, но до этого момента еще не наблюдался. Согласно ОТО, два массивных тела, обращающихся рядом, должны вызывать искривление пространства, достаточное для cмещения оcи, вокруг к-рой они вращаются. Как следствие такого смещения, сами тела начнут колебаться. Именно эти колебания на протяжении четырех лет измеряли аcтрономы во время затмений пульсара А. Когда сигнал от одного из пульсаров на пути к Земле проходит в непосредственной близости от другого пульсара, сильное искривление пространства-времени и замедление хода времени в окрестности последнего вызывает задержку прохождения сигнала до 90 миллисекунд (также известный как гравитационная задержка сигнала-эффект Шапиро, из-за этого эффекта в поле тяготения электромагнитные сигналы идут дольше, чем в отсутствие этого поля.).Халсом и Тейлором , в течение уже первых месяцев наблюдений был измерен поворот периастра орбиты пульсара в 36000 раз больше чем скорость известного смещения перигелия орбиты Меркурия в Солнечной системе. Это дало возможность определить суммарную массу компонент двойной системы…Эффект впервые наблюдался в вышеупомянутой системе PSR B1913+16 и с точностью до 0,2 % совпал с предсказаниями ОТО,он заключается в изменение орбиты, в уменьшениипериода обращения. Он играет важную роль в эволюции близких двойных и кратных звёзд. Также в подобных системах из-за огромной скорости движения пульсара по орбите можно наблюдать и другие релятивиские эффекты , в частности замедление хода времени на движущемся теле и гравитационное красное смещение(Впервые влияние ускорения на системы отсчёта было описано Эйнштейном ещё в 1907 году, это стало ключевой точкой отсчёта в ОТО, но стартовало из СТО , поэтому эти эффекты могут относиться не только к ОТО, но и СТО.Первый из этих эффектов — гравитационное замедление времени, из-за которого любые часы будут идти тем медленнее, чем глубже в гравитационной яме (ближе к гравитирующему телу) они находятся. Данный эффект был непосредственно подтверждён в эксперименте Хафеле — Китинга,это учитывается в системах навигацииGPS, Глонасс, Галилео

User pointofnoreturn, 22.01.2009 17:25 (#)

http://www.astronet.ru/db/msg/1200823 http://www.astronet.ru/db/msg/1187101 Не только двойные пульсары , но и …новорожденные магнитары могут оказаться- потенциальными источниками гравитационных волн. Их форма довольно сильно искажена сильным магнитным полем, а потому они будут излучать грав.волны.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 18:01 (#)

Продолжние пульсаров( рентген- пульсары) и " Немного о теоретических св-вах Н.з"

Иеются объекты , излучение к-рых также представляет собой последовательность коротких импульсов, следующих друг за другом с весьма стабильным периодом. Этими объектами явл., уже обозначавшиеся рентгеновские пульсары вТДС. По крайней мере, самые короткопериодические рентг. П., подобно радиопульсарам, отождествлены с нейтронными звездами.Излучение П. сильно анизотропно - испускается в узком конусе. При вращении звезды наблюдатель видит П. лишь в тот момент, когда этот конус направлен на него (подобно маяку). Очевидно, период повторения импульсов излучения П. совпадает при этом с периодом вращения нейтронной звезы. Веклвле увеличение периода П. естественно связать с торможением вращения нейтронной звезды. Торможение обусловлено потерями энергии на ускорение частиц и излучение. Трансформация кинетич. энергии вращения в эл.-магн. излучение П. происходит след. образом. Когда П. вращается благодаря его сильному магнитному полю благодаря мощному магн. полю индуцируется сильное электрич. поле, к-рое ускоряет частицы до ультрарелятивистских энергий. Эти частицы и генерируют, напр., нетепловое излучение П. В магнитосферах П. ультрарелятивистские частицы теряют на излучение небольшую долю своей энергии и выходят в окружающее пространство. Именно эти частицы генерируют, напр., синхротронное излучение.Если опереться на эволюцию звёзд,то при взрыве сверхновой в результате сжатия ее центральной части может образовываться нейтронная звезда - массивное компактное тело. Если сжатие звезды происходит с сохранением углового момента вращения: Омега большая R(2)=(2п/Р) R(2)= const и при изменении её радиуса где-то в 10(5) раз, период вращения Р уменьшится в 10(10) раз. Возможны начальные периоды вращения нейтронных звезд около 1мс.При сжатии везды может также сохраняться величина магн. потока (~ BR(2)). Поэтому если звезда имела магн. поле B ~ 10(2)-10(3) Гс, то в результате сжатия магн. поле усилится до величины ~ 10(12)-10(13 )Гс. Эти грубые оценки показывают, что нейтронные звезды должны быстро вращаться и обладать сильным магнитным полем, как это иимеет место в случае П. Насчёт механизма генерации излучения, пока очень полной ясности и “ одинаковости ” взглядов нет, но можно твёрдо уже сказать, что он когерентный. Это следует из очень высокой яркостной температуры излучения П. Когерентное излучение П. может представлять собой, напр., изгибное излучение сгустков заряженных частиц, истекающих из пульсара. Высокочастотная часть излучения может быть обусловлена некогерентным игзибным или синхротронным излучением. Природа направленности излучения до конца не ясна. Возможно излучение П. генерируется вблизи его поверхности и выходит в направлении магн. силовых линий, но ещё может быть, что источник излучения, вращаясь синхронно с П. с частотой омега большая , находится на таком расстоянии r от оси вращения П., что скорость вращения источника близка к скорости света (т.е. источник расположен вблизи т.н. светового цилиндра, r=с/ омега большая. Источник, движущийся со скоростью, близкой к скорости света, излучает, подобно релятивистскому электрону ( Синхотронное излучение) в узком конусе в направлении движения. Между главными излучениями пульсаров наблюдаются интеримпульсы ( по- крайней мере, такое характерно для некоторых пульсаров).Можно рассмотреть природу такого явления , когда излучение П. генерируется вблизи его поверхности. Очевидно, что при |X- п/2|> ф(здесь X- угол между магн. осью П. и его осью вращения, а ф- ширина диаграммы направленности излучения П.) излучение от каждого полюса распространяется внутри конического слоя шириной ф и с углом раствора Х. При этом конические слои, заполненные излучением каждого из полюсов П., не имеют общих точек. Следовательно, в этом случае, где бы ни находился наблюдатель, он может видеть излучение лишь от одного полюса, т.е. наблюдается один импульс. Если же магн. ось П. почти перпендикулярна оси его вращения, т.е. |X- п/2|<ф, а наблюдатель находится вблизи экваториальной плоскости нейтронной звезды, то он будет регистрировать два импульса излучения.А также если потоки плазмы на магнитосфере Р.п. высокой светимости не покрывают всю ее поверхность, то образуются "окна", в к-рые свободно выходит жесткое излучение, в то время как другие направления для него закрыты из-за большой оптич. толщи потоков плазмы. Вращение нейтронной звезды должно приводить к пульсациям излучения. Это еще один механизм формирования профиля рентгеновских импульсов. Если магн. оси и оси вращения П. ориентированы в пространстве независимо, то вследствие малости величины ф ,лишь у одного из немногих пульсаров будут аблюдаться интеримпульсы.Это хорошо согласуется с наблюдениями. Вращающаяся нейтронная звезда сплющена вдоль оси вращения. В процессе замедления вращения сплющенность звезды уменьшается (снижаются центробежные силы) и в коре нейтронной звезды возникают напряжения. Постепенное накопление напряжений в коре приводит к резким сдвигам - звездотрясению, изменению размеров, а следовательно, и к изменению периода вращения. Это явление и определяет скачкообразные изменения периода П. Рентгеновские пульсары-есть источники переменного периодического рентг. излучения, представляющие собой вращающиеся нейтронные звезды с сильным магн. полем, излучающие за счет аккреции (падения вещества на их поверхность). Магн. поля на поверхности Р.п. ~ 10(11)-10(14) Гс. Светимости большинства Р.п. от 10(35)-10(39) эрг/с. Периоды следования импульсов P от 0,7 с до неск. тысяч с. Р.п. входят в тесные двойные звездные системы, вторым компонентом к-рых явл. нормальная (невырожденная) звезда, поставляющая вещество, необходимое для аккреции и норм. функционирования Р.п. Если второй компонент находится на стадии эволюции, когда скорость потери массы (этим компонентом) мала, нейтронная звезда не проявляет себя как Р.п. Рентг. пульсары встречаются как в массивных молодых двойных звездых системах. Переменность излучения Р.п. : Тщательные исследования показали также, P(Р- период следования импульсов) зависит от фазы двухдневного периода T=2,08 сут по гармонич. Закону дельта Р/Р=А[cos 2п(t-to)/Т] где дельта Р=Р-Ро- изменение P, P0 - невозмущенное значение P, A - амплитуда относит. изменения P, t0 соответствует одному из моментов, когда отклонение периода максимально. Эти два факта интерпретируются однозначно: Р.п. входит в двойную систему с орбитальным периодом, равным T. "Исчезновения" объясняются затмениями Р.п. вторым компонентом двойной системы. По продолжительности затмения можно сдеалть вывод о том, что второй (затмевающий) компонент заполняет свою критическую полость Pоша. Периодич изменения P обусловлены Доплера эффектом при орбитальном движении Р.п. вокруг центра массдвойной системы. Амплитуда изменения периода А=(v/c) sini, где i - угол наклонения орбиты двойной системы (в этой системе близок к 90o), v - скорость орбитального движения Р.п км/с. Рентг. затмения обнаружены далеко не во всех двойных системах с Р.п. (для наблюдения затмений необходимо, чтобы луч зрения был близок к плоскости орбиты двойной системы), а периодич. изменения P - в большинстве двойных систем с Р.п. Оптич. переменность двойных систем с Р.п. обусловлена двумя эффектами. Первй эффект (эффект отражения) наблюдается в системах, в к-рых светимость оптич. звезды меньше светимости Р.п. Сторона звезды, обращенная к Р.п., прогревается его рентг. излучением и в оптич. лучах оказывается ярче, чем противоположная сторона. Вращение двойной системы приводит к тому, что наблюдается то более яркая, то менее яркая сторона звезды. На ед. поверхности звезды, обращенной к рентг. источнику, падает в тридцать раз больше энегрии в виде рентг. излучения, чем поступает из недр звезды. В результате амплитуда оптич. переменности превышает 2m в фильтре B. Часть рентг. излучения отражается атмосферой звезды, но осн. доля поглощается ею и перерабатывается в оптич. излучение. Это излучение слабо пульсирует с периодом P. Часть энергии уходит на эффективное нагревание вещества на поверхности, сопровождающееся формированием т.н. индуцированного звездного ветра. Второй эффект, называемый эффектом эллипсоидальности, связан с тем, что форма звезды, заполняющей критич. полость Роша, заметно отличается от сферической. В результате два раза за орбитальный период к наблюдателю обращена большая часть поверхности и два раза меньшая. Такая переменность с периодом, вдвое меньшим орбитального периода двойной системы, наблюдается в двойных системах, где светимость оптич. компонента намного превышает рентг. светимость Р.п.Про аккрецию уже говорили, но здесь немного скажем про то, что в ТДС возможны два осн. типа аккреции: дисковая и сферически-симметричная. Если перетекание вещества идет преимущественно через внутр. точку Лагранжа, то перетекающее вещество обладает значит. уд. моментом количества движения и вокруг нейтронной звезды образуется аккреционный диск. Если норм. звезда теряет вещество посредством звездного ветра, то возможно формирование ударной волны и близкая к сферически-симметричной аккреции за ней. Свободное падание (при сферически-симметричной аккреции) возможно лишь на больших расстояниях от звезды.Вблизи радиуса магнитосферы давление магн. поля нейтронной звезды, останавливая его. В зоне R < RM формируется замкнутая магнитосфера нейтронной звезды, , вблизи RM возникает ударная волна, в к-рой плазма охлаждается излучением Р.п. за счет комптонизации. Благодаря Рэлея-Тейлора неустойчивости становится возможным проникновение капель плазмы внутрь магнитосферы, где происходит их дальнейшее дробление и вмораживание в магн. поле. Магн. поле канализирует поток аккрецирующей плазмы и направляет ее в область магн. полюсов. По всей видимости , зона на к-рую выпадает вещество не превышает по площади 1 км2. На поверхности нейтронной звезды гравитац. энергия связи на ед. массы эта ~0,15 c(2) , поток выпадающего вещества, необходимый для поддержания светимости Р.п. равен LX ~ 10(35)-10(39) эрг/с Р.п. равен:M~Lx/ эта~10(19)г/с~10(-7)M. в год. На 1 см2 поверхности выпадает более тонны вещества в секунду. Скорость свободного падения составляет 0,4 c, при этом кинетич. энергия падающего протона вблизи поверхности нейтронной звезды достигает 140 МэВ. В Р.п. со светимостью LX < 10(36) эрг/с падающие протоны и электроны тормозятся в атмосфере (образованной веществом, выпавшим на нейтронную звезду за ничтожные доли секунды до этого) за счет ядерных и кулоновских столкновений. Выделяющаяся энергия излучается слоем, поверхностная плотность к-рого ок. 10(-20) г/см2, а толщина неск. метров. Существует предположение, что может возникнуть тонкая (несколько см) бесстолкновительная ударная волна, в к-рой будет выделяться вся кинетич. энергия аккрецирующего потока. Сила давления излучения на падающие электроны способна остановить поток аккрецирующего вещества. Вблизи поверхности нейтронной звезды (на высоте 1 м) может сформироваться радиационно-доминированная ударная волна. В такой ударной волне давление излучения намного превышает давление плазмы. Падающие на звезду электроны тормозятся силой давления излучения, обусловленной томсоновским рассеянием излучения, идущего снизу. Одновременно останавливаются связанные с электронами элестростатич. силами протоны, несущие основную кинетич. энергию. Эта энергия расходуется на увеличение энергии фотонов, вследствие их многократных рассеяний на высокоскоростных электронах (комптонизации). Часть "жестких" фотонов уходит к наблюдателю, а часть попадает в плотные слои атмосферы (нейтронной звезды), нагревая ее. В этих слоях вследствие тормозного излучения рождаются многочисленные "мягкие" фотоны, к-рые (испытывая томсоновское рассеяние на падающих электронах) и тормозят падающее вещество. Довольно большой интерес может представлять рождение плазмы и заполнение ею магнитосферы NS.Отождествление с быстровращающимися NS-есть теоретический аспект проблемы пульсаров, тут дело в причине, их фантастически мощного электромагнитного излучения. Этот вопрос имеет принципиальное значение. Хотя феномен нейтронной звезды теоретически известен астрономам вот уже 40 лет, полной неожиданностью оказалась невероятно высокая активность этих объектов. Слишком «экстремальны» физические условия в пульсарах. Их, например, невозможно в настоящее время моделировать в лабораторных условиях. Чудовищно высокая напряженность магнитного поля, о чем уже речь шла выше, радикально меняет картину распространения радиоволн в плазме. Наконец, большой теоретической проблемой является понимание структуры физических условий недр нейтронной звезды. Грубая модель уже обсуждалась. Но очень важно и вместе с тем необычайно трудно понять причину «звездотрясений», да и вращение сверхтекучего тела вокруг своей оси ставит немало проблем. Ведь из-за отсутствия вязкости и "сцепления" между частицами такое вещество, казалось бы, не должно вращаться как твердое тело... Итак, нерешенных проблем в физике нейтронных звезд более чем достаточно. Поэтому, освещая современное состояние теории пульсаров, будем обсуждать только очень простые вещи. Но и здесь отсутствует однозначность в истолковании результатов наблюдений. Немного о теоретических св-вах Н.з.:Сама возможность существования нейтронных звезд как стабильных конфигураций, находящихся в состоянии равновесия под действием сил гравитации и давления, была высказана еще в 1934 г. американскими астрономами Цвикки и Бааде, к-рые предположили, что нейтронные звезды образуются при вспышках сверхновых звезд. Долгие годы после этого было совершенно не ясно, образуются ли действительно нейтронные звезды или они представляют собой только изящную математическую конструкцию. Между тем теоретики продолжали исследовать сверхплотное состояние звездного вещества. Уже давно стало ясно, что гипотетические нейтронные звезды не могут представлять собой однородной конфигурации, другими словами, физическое состояние нейтронной звезды должно меняться от ее периферии к центру. Нельзя также считать, что вещество такой звезды состоит только из очень плотно упакованных нейтронов. Во всей ее толще в качестве «примеси» к нейтронам должны быть протоны и электроны. Вблизи поверхности должны доминировать тяжелые ядра, а в самых центральных областях — сверхтяжелые элементарные частицы — гипероны, к-рые в условиях лабораторных экспериментов крайне нестабильны. Выяснилось, что эти ядра в наружных слоях нейтронной звезды должны образовывать кристаллическую решетку, т. е. периферия нейтронной звезды представляет собой твердое тело. Между тем внутренние ее слои должны представлять собой сверхтекучую жидкость. Следует подчеркнуть, что при построении модели нейтронной звезды теоретики столкнулись с большими трудностями, связанными главным образом с недостаточностью знаний о природе ядерных сил, действующих между частицами, образующими нейтронную звезду. Тем не менее «полукачественную» модель нейтронной звезды все же удалось построить. Вблизи поверхности вещество состоит главным образом из очень плотно "упакованных" ядер железа. Кроме того, там имеется сравнительно небольшое количество ядер гелия и других легких элементов, а также очень плотный вырожденный электронный газ, подобный тому, какой имеется в недрах белых карликов Присутствие электронов необходимо для компенсации положительного объемного заряда ядер. По мере продвижения в глубь нейтронной звезды ее плотность растет и электроны как бы «вдавливаются» в ядра. При этом образуются богатые нейтронами ядра, более тяжелые, чем ядра железа. При плотности вещества около 3 10(11 )г/см(3) эти тяжелые ядра перестают быть устойчивыми. Они начинают выбрасывать нейтроны и постепенно по мере продвижения в глубь вещество становится смесью очень плотно упакованных нейтронов, в то время как тяжелые ядра уже играют роль сравнительно небольшой "примеси". Наконец, при плотности около 5 ,10(13) г/см(3) тяжелые ядра совсем исчезают. При больших плотностях, уже приближающихся к ядерной плотности, вещество состоит преимущественно из очень плотно упакованных нейтронов со сравнительно небольшой примесью протонов и электронов. При плотности ~3 ,1014 г/см3 концентрация заряженных элементарных частиц — протонов и электронов — составляет еще несколько процентов от концентрации нейтронов. Наконец, в самых центральных областях нейтронной звезды появляются и начинают играть существенную роль гипероны (прежде всего сигма-минус-гипероны, обозначаемые символом Кси большая), а также мю-мезоны, к-рые вместе с нейтронами, электронами и протонами являются там доминирующими частицами. Не исключено, что в самых центральных областях нейтронной звезды вещество состоит из очень плотно упакованных кварков. Следует, однако, подчеркнуть, что физические условия в самых центральных областях нейтронной звезды известны сейчас не так уж и хорошо, т.е. просто имеются предроложения.Недостаточность знаний физических условий в самых центральных областях нейтронных звезд делает пока далекими от совершенства их модели, т. е. построение теоретической зависимости радиусов нейтронных звезд от их массы. Про массу можно сказать , что чем больше радиус NS,тем меньше его масса. В этой связи следует подчеркнуть, что теория еще не может указать на область допустимых значений масс нейтронных звезд, хотя большая часть специалистов полагает, что массы их должны быть сравнительно невелики, в пределах от 0,15 до 1,5Мо, но этот вопрос пока далёк от ясности. Из-за быстрого вращения равновесной конфигурацией нейтронной звезды должна быть фигура, близкая к эллипсоиду вращения. Но вследствие непрерывного замедления вращения должны меняться параметры этого эллипсоида (он должен становиться все менее сплюснутым). Однако жесткость твердой «коры» нейтронной звезды препятствует "плавному" изменению ее фигуры. По этой причине в коре накапливаются упругие натяжения, и после достижения предела прочности происходит скачкообразная деформация коры, носящая характер сдвига. Таким образом, изучение "звездотрясений" позволяет глубже понять свойства нейтронных звезд.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 18:15 (#)

БАРСТЕРЫ:

Это - вспыхивающие рентг. источники с периодом повторения вспышек от неск. часов до неск. дней, обнаружены в 1975 г. методами внеатмосферной рентгеновской астрономии. Характерная энергия фотонов рентг. излучения Б. 1-20 кэВ. Из 50 известных Б. 6 обнаружены в центральных областях наиболее богатых шаровых звёздных скоплений. Большинство Б. расположено в пределах 30о от направления на галактический центр, что свидетельствует о принадлежности их к сферич. подсистеме Галактики. Следовательно, ср. расстояние до Б. порядка расстояния до центра Галактики ( ~10 кпк), что позволяет оценить абс. светимость Б. во время вспышки (~10(38) эрг/с) и полную энергию, излучённую за это время в рентг. диапазоне (~10(39) эрг). Наблюдения показали, что Б. между вспышками явл. медленно меняющимися рентг. источниками со ср. светимостью ~10(36)-10(37) эрг/с. Интервал между вспышками не остаётся постоянным, он меняется в пределах 30-50%. При увеличении ср. светимости время между вспышками уменьшается, и при достижении нек-рой критич. светимости (~10(37) эрг/с) вспышки вообще исчезают. Спектр излучения во время вспышки близок к спектру излучения абсолютно чёрного тела с темп-рой ~ 6 кэВ (>7 .10(7)К). Зная поток энергии и расстояние до Б., можно, воспользовавшись Стефана - Болъцмана законом излучения, оценить размер излучающей области ("горячего пятна") ~10 км. Во время вспышки размер горячего пятна меняется слабо, а сама вспышка есть результат кратковременного повышения темп-ры этого пятна. Размер горячей области и светимость источника свидетельствуют о том, что Б. является аккрецирующей нейтронной звездой солнечной массы. Барстеры по типу излучения можно раделить два вида:1) обычный барстер 2) быстрый бар-стер . Согласно наблюдениям, энергия, излучаемая Б. между вспышками, примерно в 100 раз превосходит энергию, излучаемую во вспышках: n2delta t>n1 delta t, интересн и то , что это фактически совпадает с отношением гравитационной энергии вещества на поверхности нейтронной звезды (10(20) эрг/г) к энергии, выделяемой при термоядерном сгорании гелия (10(18) эрг/г). Поэтому естественно предположить, что между вспышками излучается гравитац. энергия аккрецируемого нейтронной звездой вещества , а во время вспышки - ядерная энергия от сгорания гелия. Т. о., особенности излучения Б. теория объясняет повторяющимися термоядерными гелиевыми вспышками в вырожденной оболочке аккрецирующей нейтронной звезды, находящейся в двойной системе.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 16:13 (#)

СТРАННЫЕ , КВАРКОВЫЕ и МЕТАСТАБИЛЬНЫЕ ЗВЁЗДЫ:

îîáùå-òî íóæíî ïîä÷åðêóòü åù¸ ðàç, ÷òî åäèíîãî ìíåíèÿ ïî- ïîâîäó ñòðîåíèÿ êâàðêîâûõ çâ¸çä íå ñóùåñòâóåò.Åñòü äâå ãèïîòåçû òîãî , êàêèìè îíè äîëæíû áûòü.1) Îáùåïðèíÿòàÿ ãèïîòåçà; å¸ ñòîðîííèêè ïîëàãàþò , ÷òî íà ïîâåðõíîñòè òàêèõ çâåçä âåëè÷èíû ãðàäèåíòà ïëîòíîñòè è ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ î÷åíü âûñîêè. Ïî òåîðèè ä-ðà Äæàéêóìàðà è åãî êîëëåã ñòðàííàÿ çâåçäà ñîñòîèò èç ýëåêòðîíîâ, ñðåäè ê-ðûõ êóñêè SQM , êàê áû “ïëàâàþò”… 2) Äðóãàÿ , íîâàÿ ãèïîòåçà íå ñîãëàñóåòñÿ ñ ïðåæíèìè ïðåäïîëîæåíèÿìè òåîðåòèêîâ î íàëè÷èè ñèëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ íà ïîâåðõíîñòè ñòðàííîé çâåçäû è î åå áîëüøîé ñâåòèìîñòè. Ðåçóëüòàòû òåîðåòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ äëÿ íîâîé ìîäåëè ñòðàííîé çâåçäû ïîêàçûâàþò, ÷òî îíà òàêæå äîëæíà áûòü ìåíåå ïëîòíîé. Ó÷åíûå ïîëàãàþò, ÷òî ñâåðõïëîòíàÿ ñòðàííàÿ êâàðêîâàÿ ìàòåðèÿ áîëåå ñòàáèëüíà, ÷åì îáû÷íàÿ ÍÊÌ, ñîñòîÿùàÿ èç âåðõíèõ (u) è íèæíèõ (d) êâàðêîâ. Ïî òåîðèè ä-ðà Äæàéêóìàðà, ñòðàííûå çâåçäû îáðàçóþòñÿ èç íåéòðîííûõ ñëåäóþùèì îáðàçîì: ïîñêîëüêó ìàòåðèÿ íåéòðîííîé çâåçäû ïîñòåïåííî óïëîòíÿåòñÿ, îíà ìîæåò ïåðåéòè â áîëåå ñòàáèëüíîå ñîñòîÿíèå ñòðàííîé êâàðêîâîé ìàòåðèè.  ÿäðå ÍÇ ïëîòíîñòü ìîæåò ñóùåñòâåííî (â íåñêîëüêî ðàç) ïðåâîñõîäèòü ÿäåðíóþ. Ýòî ñîçäàåò óñëîâèÿ äëÿ ñóùåñòâîâàíèÿ ñâîáîäíûõ êâàðêîâ (äåêîíôàéíìåíò). Òàêàÿ âîçìîæíîñòü áûëà îñîçíàíà â íà÷àëå 70-õ ãîäîâ. Ïåðâîé ðàáîòîé, ïîñâÿùåííîé êâàðêîâîìó âåùåñòâó áûëà ñòàòüÿ Áîäìåð (1971). Ïåðâûìè ðàáîòàìè, ïîñâÿùåííûìè íåïîñðåäñòâåííî êâàðêîâûì çâåçäàì, áûëè ñòàòüè Ôå÷íåðà è Äæîññà (1978) è Âèòòåíà (1984).Íà ýòó òåìó âûäâèíóòî ìíîãî ãèïîòåç(ýòî âñ¸ òîëüêî ãèïîòåçû, ïîòîìó, ÷òî ëàáðàòîðíûå ýêñïåðèìåíòû ãîâîðÿò òîëüêî î ÿäåðíûõ ïëîòíîñòÿõ, ê-ðûå ñîîòâåòñòâóþ íåéòðîííûì çâåçäàì ñ ìàññîé âñåãî îêîëî ïîëîâèíû ñîëíå÷íîé, ïî âñåé âèäèìîñòè òàêèå íåéòðîííûå çâåçäû â ïðèðîäå íå âñòðå÷àþòñÿ) âåùåñòâî ìîæåò îñòàâàòüñÿ íåéòðîííûì, â íåì ìîãóò íà÷àòü ðîæäàòüñÿ áîëåå òÿæåëûå ÷àñòèöû (ãèïåðîíû) èëè îáðàçîâàòüñÿ êîíäåíñàò èç k è ï - ìåçîíîâ.Íàïîìíèì, ÷òî íåéðîí ( â îòëè÷èå îò ïðîòîíà) íåî÷åíü-òî óñòîé÷èâ â ñâîáîäíîì ñîñòîÿíèè, îí ðàñïàäàåòñÿ íà ïðîòîí, ýëåêòðîí è àíòèíåéòðèíî. Ìàññà íåéòðîíà ïðåâûøàåò ñóììó ìàññ ïðîòîíà è ýëåêòðîíà, , à îñòàòîê ýíåðãèè èäåò â êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ äâèæåíèÿ ÷àñòèö è íà íåéòðèíî. Íî åñëè , êàê ⠓íàøèõ”óñëîâèÿõ íåéòðîí íàõîäèòñÿ â î÷åíü ïëîòíîì è “õîëîäíîì” “ãàçå” ïðîòîíîâ è ýëåêòðîíîâ( âûðîæäåííûé ãàç ), ò.å. óñëîâèÿ íåéòðîííîé Çâ., îí îêàçûâàåòñÿ â áîëåå óñòîé÷èâîì ïîëîæåíèè. … Ýòî íóêëîí, ê-ðûé îòíîñèòñÿ ê êëàññó àäðîíîâ(áàðèîíîâ) , à ñîîòâåòñòâåííî áóäåò ñîñòîÿòü èç 3-õ êâàðêîâ udd( èç ýòèõ æå êâàðêîâ ñîñòîèò è î-ãèïåðîí). Áàðèîíû âìåñòå ñ ìåçîíàìè (ïîñëåäíèå ñîñòîÿò èç äâóõ êâàðêîâ) ñîñòàâëÿþò ãðóïïó ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, ó÷àñòâóþùèõ â ñèëüíîì âçàèìîäåéñòâèè è íàçûâàåìûõ àäðîíàìè.. Ê îñíîâíûì áàðèîíàì…îòíîñÿòñÿ (ïî ìåðå âîçðàñòàíèÿ ìàññû): ïðîòîí, íåéòðîí( íóêëîíû), ëàìáäà-ãèïåðîí, ñèãìà-ãèïåðîí, êñè-ãèïåðîí, îìåãà-ãèïåðîí…Ãèïåðîí - ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà, ÿâëÿþùàÿñÿ áàðèîíîì (à ñëåäîâàòåëüíî àäðîíîì è ôåðìèîíîì) ñ íåíóëåâîé ñòðàííîñòüþ (òî åñòü ñîäåðæàùàÿ îäèí èëè íåñêîëüêî s-êâàðêîâ), íî ñ íóëåâûì î÷àðîâàíèåì è íóëåâîé ïðåëåñòüþ. Âñå ãèïåðîíû ÿâëÿþòñÿ ôåðìèîíàìè. Ýòî çíà÷èò, ÷òî ó íèõ ïîëóöåëûé ñïèí, è îíè ïîä÷èíÿþòñÿ ñòàòèñòèêå Ôåðìè-Äèðàêà. Âñå îíè âçàèìîäåéñòâóþò ÷åðåç ñèëüíîå âçàèìîäåéñòâèå, òî åñòü îíè ÿâëÿþòñÿ àäðîíàìè. Îíè ñîñòîÿò èç òð¸õ ë¸ãêèõ êâàðêîâ, ïî êðàéíåé ìåðå îäèí èç êîòîðûõ - s-êâàðê, ÷òî äåëàåò èõ ñòðàííûìè áàðèîíàìè. Îíè ðàñïàäàþòñÿ íàïðÿìóþ èëè îïîñðåäîâàííî íà ïðîòîí èëè íåéòðîí è îäèí èëè áîëüøå ìåçîíîâ çà âðåìÿ îò 10(�10 )äî 10�8 ñåêóíäû. Åñëè â ïðîöåññå ðàñïàäà ïîÿâèòñÿ íåéòðîí, îí ìîæåò äàëüøå ïîñðåäñòâîì áåòà-ðàñïàäà ïðåâðàòèòüñÿ â ïðîòîí. Êâàðêîâàÿ ìîäåëü ââîäèò êëàññèôèêàöèþ äëÿ ãèïåðîíîâ.Êàñêàäíûå ãèïåðîíû: ïîìèìî ÷àñòèö ñ åäèíè÷íîé ñòðàííîñòüþ åñòü åù¸ ÷àñòèöû , ó ê-ðûõ ñòðàííîñòü ñîñòàâëÿåò s=(-)+ 2, òàê, íàïðèìåð ó ÷àñòèöû êñè (0) áûë íóëåâîé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä, ó äðóãîé, êñè(-)Q = -1. Ñðåäíåå âðåìÿ æèçíè èõ áûëî ïðèáëèçèòåëüíî òàêèì æå, êàê è ó ^ è ñèãìà áîëüøàÿ ãèïåðèîíîì( ñèãìà êàê çíàê ñóììû).Ýòî ãîâîðèò â ïîëüçó òîãî , ÷òî è èõ ðàñïàä òîæå ïðîèñõîäèò â ðåçóëüòàòå ñëàáîãî âçàèìîäåéñòâèÿ Ýòè ãèïåðîíû íå ðàñïàäàëèñü íåïîñðåäñòâåííî íà ÷àñòèöû áåç ñòðàííîñòè, à òîëüêî â ðåçóëüòàòå êàñêàäà – ñïåðâà êñè(0)- ãèïåðèîí ðàñïàäàëñÿ íà íà ^ è ï(-),ò.å. , òóò ìåíÿëåòñÿ ñòðàííîñòü íà 1- ýòî íàçûâàåòñÿ êàñêàäíûìè ãèïåðîíàìè. �ç ñîîòíîøåíèÿ Ãåëë-Ìàíà - Íèøèäæèìû: Q=Iz+Y/2 è Y = B + s = 1 - 2 = -1 ñëåäîâàëî, ÷òî ïðîåêöèè èçîñïèíîâ ýòèõ ÷àñòèö Iz=(-)+1/2- îíè ñîñòàâëÿþò èçîòîïè÷åñêèé äóáëåò. Ñ òî÷êè çðåíèÿ êâàðêîâîé ìîäåëè åñòåñòâåííî, ÷òî êàñêàäíûõ ãèïåðîíîâ äâà. Âîçìîæíû äâå êîìáèíàöèè: êñè(0) ( uss) è êñè(-)=(dss), ëÿìáäà-ãèïåðîíà:^( uds), ìàññà ( E0=mc(2))~1118 ÌýÂ, âðåìÿ æèçíè2.6•10(-10) , ñïèí-÷åòíîñòü1/2+(0), îñíîâíûå ìîäû ðàñïàäà: ðï(-), n ï(0), ýòîò ãèïåðîí ÿâëÿåòñÿ ñèëüíî âçàèìîäåéñòâóþùåé ÷àñòèöåé - àäðîíîì ñî ñòðàííîñòüþ s = -1.Îí áûë áû ñòàáèëüíîé ÷àñòèöåé, åñëèá íå áûëî áû â ïðèðîäå ñëàáûõ âçàèìîäåéñòâèé, ^-ãèïåðîí ÿâëÿåòñÿ ñàìûì ëåãêèì áàðèîíîì, â ñîñòàâ ê-ðîãî âõîäèò s-êâàðê. Îäíàêî ñëàáûå âçàèìîäåéñòâèÿ ïðèâîäÿò ê ïðåâðàùåíèþ s-êâàðêà â u-êâàðê è, ñîîòâåòñòâåííî ê ñëàáûì ðàñïàäàì ãèïåðîíà. Ê îñíîâíûì áàðèîíàì îòíîñÿòñÿ (ïî ìåðå âîçðàñòàíèÿ ìàññû): ïðîòîí, íåéòðîí, ëàìáäà-ãèïåðîí, ñèãìà-ãèïåðîí, êñè-ãèïåðîí, îìåãà-ãèïåðîí( ïîñëåäíèé ÿâëÿåòñÿ ñàìûì áîëüøèì, ò.å. ìàññèâíûì), ñèãìà-ãèïåðîíû( áàðèîí ñèãìà(0), ñèãìà(0), ñèãìà (+))èìåþò ñïèí 1/2, ñòðàííîñòü �1, êàê è ëÿìäà áàðèîí , ñîñòîÿò èç u-, d- è s-êâàðêà, íî òðèïëåòíû ïî èçîñïèíó Iz=1.Íåéòðàëüíûé ñèãìà ãèïåðîí èìååò òîò æå êâàðêîâûé ñîñòàâ, ÷òî è íåéòðàëüíûé ëÿìäà – ãèïåðîí , ò.å. íî òÿæåëåå, â ñâÿçè ñ ýòèì îí î÷åíü áûñòðî ðàñïàäàåòñÿ â ëÿìäà íåéòðàëüíûé ñ âûëåòîì ôîòîíà (âðåìÿ æèçíè ñîñòàâëÿåò ëèøü 6×10(�20) ñ, ïîñêîëüêó ðàñïàä ïðîèñõîäèò çà ñ÷¸ò ýëåêòðîìàãíèòíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ). Ïîëîæèòåëüíû ñèãìà áàðèîí(uus) è îòðòöàòåëüíé(dds) ðàñïàäàþòñÿ çà ïðèìåðíî 10(-10) ñ íà ïèîí è íóêëîí, îíè íå ÿâëÿþòñÿ íå ÿâëÿþòñÿ ÷àñòèöåé è àíòè÷àñòèöåé — ýòî ñàìîñòîÿòåëüíûå ÷àñòèöû, êàæäàÿ èç íèõ (êàê, êñòàòè, è íåéòðàëüíûé) èìååò ñâîþ àíòè÷àñòèöó, ìàññû ñèãìà ãèïåðîíîâñîñòàâëÿþò îêîëî 1200 Ìý… Êîðî÷å, ïî îäíîé, î÷åíü ïîïóëÿðíîé íà ñåãîäíÿ ãèïîòåçîé (î òîì, êàê îáðàçóþòñÿ êâàðêîâûå Çâ)., ðàññìàòðèâàåòñÿ ïðåâðàùåíèå íåéòðîííîé ìàòåðèè â êâàðêîâóþ (Ãèïîòåçà îáðàçîâàíèÿ êâàðêîâûõ çâåçä): Ñîãëàñíî ýòîé ìîäåëè ïðè ïëîòíîñòÿõ, äîñòèãàþùèõñÿ â öåíòðàõ íåéòðîííûõ çâåçä, íåéòðîíû îêàçûâàþòñÿ ðàñïîëîæåííûìè âïëîòíóþ äðóã ê äðóãó (íà ðàññòîÿíèè èõ êëàññè÷åñêèõ ðàäèóñîâ). Êàæäûé íåéòðîí (à òàêæå ïðîòîí) ñîñòîèò èç òðåõ êâàðêîâ. Ïðè íå ñòîëü âûñîêèõ ïëîòíîñòÿõ êâàðêè óäåðæèâàþòñÿ âíóòðè íåéòðîíà, íî â öåíòðå íåéòðîííîé çâåçäû îíè òåïåðü ïîëó÷àþò âîçìîæíîñòü ïåðåõîäèòü â ñîñåäíèé íåéòðîí, òî åñòü ñâîáîäíî ïåðåìåùàòüñÿ ïî âñåé îáëàñòè âûñîêîé ïëîòíîñòè. Ãðóïïèðîâêà êâàðêîâ ïî òðè â íóêëîíû èñ÷åçàåò è âåùåñòâî ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê êâàðêîâûé ãàç èëè æèäêîñòü. Êàê ïîêàçûâàþò èññëåäîâàíèÿ òåîðåòèêîâ, êðîìå îáû÷íûõ u è d êâàðêîâ â òàêîì ãàçå â áîëüøîì êîëè÷åñòâå áóäóò ïðèñóòñòâîâàòü s-êâàðêè.  ïðîòîíàõ è íåéòðîíàõ s-êâàðêîâ íåò, çàòî îíè âõîäÿò â ñîñòàâ áîëåå òÿæåëûõ ÷àñòèö -^ , , êñè è ñèãìà áîëüøàÿ ãèïåðèîíû. �ç-çà ýòîãî êâàðêîâûå çâåçäû ÷àñòî íàçûâàþò ñòðàííûìè...Êâàðêè îáëàäàþò äðîáíûì áàðèîííûì è ýëåêòðè÷åñêèì çàðÿäàìè è ìàññîé, çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàþùåé áàðèîííóþ. Êâàðêè ìîãóò ÿâëÿòüñÿ ðåàëüíûìè ÷àñòèöàìè, ïî ðÿäó ïðè÷èí òðóäíî íàáëþäàåìûìè( áåç äåòàëåé). Çàìàí÷èâî èñêàòü êâàðêèâ óñëîâèÿõ àñòðîíîìè÷åñêèõ ñâåðõïëîòíûõ êîíôèãóðàöèé. ( ýòà ìîäåëü, ïî-ìîåìó , ïðåäëîãàëàñü Àìáàðöóìÿíî è �âàíåíêî,Êóðäãåëàèäçå ) Âíóòðè íåéòðîííûõ çâ¸çä ïðè áîëüøèõ äàâëåíèÿõ ýíåðãåòè÷åñêè âûãîäíûì ñòàíîâèòñÿ ðîæäåíèå ñòðàííûõ áàðèîíîâ. Êàê èçâåñòíî, ïðè ñæàòèè çâåçäû ïîñëå îáðàçîâàíèÿ âûðîæäåííîãî ýëåêòðîííîãî ãàçà ïðîèñõîäèò ,,âäàâëèâàíèå" ýëåêòðîíîâ â ïðîòîíû, ðàçâàë ÿäåð è ïåðåõîä ê íåéòðîííîé çâåçäå; ïðè äàëüíåéøåì ñæàòèè áîëåå âûãîäíûì îêàçûâàåòñÿ ïåðåõîä ê âûðîæäåííîì) ãèïåðîííîìó ôåðìè-ãàçó Åñòåñòâåííî ïðåäïîëàãàòü, ÷òî âûãîäíûì îêàæåòñÿ ïåðåõîä ê åùå áåëåå òÿæåëûì áàðèîííûì ðåçîíîíàì, è íàêîíåö, ãèïîòåòè÷åñêèì ñóá-÷àñòèöàì: êâàðêàì è ò. ä. Ïåðåõîä ê êâàðêàì ñîîòâåòñòâóåò ñèëüíîìó âíóòðåííåìó âîçáóæäåíèþ áàðèîíîâ, ïðèâîäÿùåìó â êîíöå êîíöîâ ê èõ ðàçâàëó íà ôóíäàìåíòàëüíûå ñóá-÷àñòèöû. Ïðîàíàëèçèðóåì óñëîâèÿ ïåðåõîäà áàðèîííîé çâåçäû, êàê ïðåäøåñòâîâàâøåé êîíôèãóðàöèè, â êâàðêîâóþ, ïðåíåáðåãàÿ òåìïåðàòóðîé. Ðàñïàä:Â--.>Q1+Q2+Q3( Óð.1) âîçìîæåí ïðè íàëè÷èè ó áàðèîíà êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè Uk> delta mc(2)( delta m- äåôåêò ìàññû), delta mc(2)=(à-1) mc(2)(Óð.2), ìàññû áàðèîíîâ è êâàðêîâ m , ñîîòâåòñâåííî áóäóò mj=ajm (j=1.2.3), Ñóììà ajm= am, a= a1+ a2+a3>>1(Óð,3) Äëÿ áàðèîííîãî âûðîæäåííîãî ãàçà óñëîâèå âîçìîæíîñòè èìååò âèä: Umax=(aq/m)nq(0)> (à-1) mc(2); no>{(a-1)m(2)c(2) aq(-1)}(1/q) q=1/3äëÿ; óëüòðàðåëÿòèâèñòñêîãî ãàçà,2/3äëÿ íåðåëÿòèâèñòñêîãî; à 2/3=(1/8)(3/ï)(2/3)h(2); a1/3=(1/2)(3/ï)(1/3)hcm(Óð.4). Óð1- ïðîòåêàåò ëèøü ïðè âûñîêèõ ïëîòíîñòÿõ äëÿ ïðîñòîòû îãðàíè÷èìñÿ óëüòðà-ðåëÿòèâèñòñêèì ñëó÷àåì.Õîòü äàííàÿ ñèñòåìà áóäåò ñîñòîÿòü èç âñåõ ñîðòîâ áàðèîíîâ è èõ ðåçîèîíîâ ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè êîíöåíòðàöèÿìè, â äàííîì ñëó÷àå ñõåìà áóäåò àïïðîêñèìèðîâàíà îäíèì áàðèîííûì ãàçîì ñ íåêîò. ñðåäíåé ìàññîé m=kmo, k-ìíîæèòåëü ïîðÿäêà 1<k<10.Òîãäà: no>{k(a-1)}(3)10(40) ñì(3),à1/3=ê*1,7*10(-40)(Óð,5) Ïðè ýòîì ðàâíîâåñíàÿ ïëîòíîñòü êâàðêîâ îïðåäåëèòñÿ èç ðàâåíñòâà Ôåðìèåâñêèõ ãðàíè÷íûõ ýíåðãèé áàðèîíîâ è òðåõ êâàðêîâ. Ðàññìàòðèâàÿ áàðèîíû êàê óëüòðàðåëÿòèâèñòñêèå, à êâàðêè êàê íåðåëÿòèâèñòñêèå, óñëîâèå ðàâíîâåñèÿ çàïèøåì â âèäå :à1/3nB(1/3)=(9/a)(a2/3 nQ(2/3))+ am(2)c(2) ( Óð.6) Ïðè ýòîì ðàâíîâåñíàÿ ïëîòíîñòü êâàðêîâ îïðåäåëèòñÿ èç ðàâåíñòâà Ôåðìèåâñêèõ ãðàíè÷íûõ ýíåðãèé áàðèîíîâ è òðåõ êâàðêîâ. Ðàññìàòðèâàÿ áàðèîíû êàê óëüòðàðåëÿòèâèñòñêèå, à êâàðêè êàê íåðåëÿòèâèñòñêèå, óñëîâèå ðàâíîâåñèÿ çàïèøåì â âèäå : nB/n0~9/a(<)=1( Óð.7) Ñòîëü âûñîêàÿ ïëîòíîñòü, îïðåäåëåííàÿ íåðàâåíñòâîì (4), íåîáõîäèìàÿ äëÿ ðåàêöèè (1), ìîæåò áûòü, ïî-âèäèìîìó, äîñòèãíóòà, íàïðèìåð, â íåäðàõ íåêîòîðûõ áàðèîííûõ çâåçä. Îäíàêî, ïî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì, çâåçäà ñòîëü âûñîêîé öåíòðàëüíîé ïëîòíîñòè áóäåò íàõîäèòüñÿ â êâàçèñòàöèîíàðíîì ñîñòîÿíèè [3]. Áàðèîííàÿ çâåçäà ñ èñõîäíîé ìàññîé Ì= No m ïðè ïåðåõîäå N1- áàðèîíîâ â êâàðêè ïåðåðàáàòûâàåò â ìàññû êâàðêîâ êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ E= N1(a-1) mc(2) è ïðè ýòîì óìåíüøåíèå äàâëåíèÿ áóäåò äåëüòà Ð~nQ delta mc(2) , ãäå nQ - ïëîòíîñòü êâàðêîâ îäíîãî ñîðòà. Òàê êàê ïðè ïåðåõîäå áàðèîíîâ íàõîäÿùèõñÿ â åäèíèöå îáúåìà, â êâàðêè, ãðàâèòàöèîííàÿ ýíåðãèÿ ñèñòåìû íå ìåíÿåòñÿ, òî ïîäîáíûé ïåðåõîä ïðèâîäèò ê äàëüíåéøåìó ñæàòèþ çâåçäû. Äëÿ òîãî, ÷òîáû ñîçäàëèñü îïèñàííûå óñëîâèÿ, íåîáõîäèìî î÷åíü âûñîêîå äàâëåíèå, ê-ðîå â íåäðàõ íåéòðîííîé çâåçäû ñîçäàåòñÿ åå ñîáñòâåííîé ãðàâèòàöèåé. Çà èñêëþ÷åíèåì âíåøíèõ ñëîåâ íåéòðîííîé çâåçäû (êîðû) åå âåùåñòâî ñîñòîèò â îñíîâíîì èç íåéòðîíîâ è î÷åíü íåáîëüøîãî êîëè÷åñòâà ïðîòîíîâ è ýëåêòðîíîâ. Äàâëåíèå â öåíòðå íåéòðîííîé çâåçäû ñòîëü âûñîêî, ÷òî ïëîòíîñòü âåùåñòâà òàì ìîæåò â íåñêîëüêî ðàç (äî 10-15) ïðåâûøàòü ïëîòíîñòü àòîìíûõ ÿäåð. (Àòîìíûå ÿäðà òîæå ñîñòîÿò èç íåéòðîíîâ è ïðîòîíîâ, òîëüêî îíè óäåðæèâàþòñÿ ðÿäîì äðóã ñ äðóãîì ÿäåðíûìè ñèëàìè, à íå ãðàâèòàöèåé, êàê â íåéòðîííîé çâåçäå). Êàê âåäåò ñåáÿ âåùåñòâî ïðè òàêèõ âûñîêèõ ïëîòíîñòÿõ, íàì èçâåñòíî íå î÷åíü õîðîøî… Äîïóñòèì òåïåðü, ÷òî ñóùåñòâóåò çâåçäíàÿ êîíôèãóðàöèÿ ñ ìàññîé Ìî=(NQa+NB)m, çäåñüNQïîëíîå ÷èñëî êâàðêîâ îäíîãî ñîðòà,à NB - ïîëíîå ÷èñëî áàðèîíîâ (ïðåíåáðåãàÿ ãðàâèòàöèîííûì äåôåêòîì ìàññû). Ââèäó âîçìîæíîñòè ëîêàëüíûõ ôëóêòóàöèè ïëîòíîñòè òàêàÿ êîíôèãóðàöèÿ íå áóäåò óñòîé÷èâîé. Áëàãîäàðÿ ôëóêòóàöèè ïëîòíîñòè â îòíîñèòåëüíî íåáîëüøîì îáúåìå äåëüòà V , ïëîòíîñòü áàðèîíîâ ìîæåò ñòàòü ìåíüøå, ÷åì îïðåäåëåííàÿ íåðàâåíñòâîì (4). Òîãäà ïðîöåññ ñòàíîâèòñÿ îäíîñòîðîííèì è íà÷èíàåòñÿ ïåðåõîä êâàðêîâ â áàðèîíû ñ âûäåëåíèåì îãðîìíîé êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè. Ýòî ñîçäàñò ïåðåïàä â äàâëåíèè è ïðèâåäåò ê äàëüíåéøåìó ðàñøèðåíèþ îáëàñòè ôëóêòóàöèè ïëîòíîñòè, òàê ÷òî ëîêàëüíûå ôëóêòóàöèè ïëîòíîñòè ñî âðåìåíåì ìîãóò ðàñøèðèòüñÿ íåîãðàíè÷åííî. Âûäåëÿåìàÿ ïðè ýòîì ïîëíàÿ êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ýïñèëîí=(à-1)NQmc(2)=6(à-1)[1-(NB/NB+NQ)](GM(2))/Rg,Rg=2(GM/c(2))(Óð,8 ) çäåñü Ì=( NB+NQ) m-ìàññà çâåçäû ñ èñõîäíîé ìàññîé Ì=( NB+àNQ) m ïîñëå ïåðåõîäà âñåõ êâàðêîâ îáðàòíî â áàðèîíû, Rg- ,ðàçóìååòñÿ, ãðàâèòàöèîííûé ðàäèóñ Ïðè ýòîì âûäåëÿåìàÿ êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ýïñèëîí (>)=(GM(2))/Rgäîñòàòî÷íà äëÿ òîãî, ÷òîáû êîíôèãóðàöèþ ñ ìàññîéÌ, íàõîäÿùóþñÿ â ñîñòîÿíèè, áëèçêîì ê ãðàâèòàöèîííîìó ðàäèóñó, ðàñøèðèòü â ïðèíöèïå äî íåîãðàíè÷åííûõ ðàçìåðîâ. Åñëè ïðè ýòîì ïðåâðàùåíèå êâàðêîâîé çâåçäû â áàðèîííóþ ïðîéäåò äîñòàòî÷íî áûñòðî, òî ðàñøèðåíèå áóäåò íîñèòü õàðàêòåð âçðûâà. Êîíå÷íî, â êâàðêîâîé çâåçäå, ïîëó÷åííîé ïóòåì ñæàòèÿ, ôëóêòóàöèè íå ìîãóò ïðèâåñòè îáðàòíî ê áàðèîííîé çâåçäå, îäíàêî â êâàðêîâîé êîíôèãóðàöèè, îáðàçîâàâøåéñÿ âíà÷àëå ïî êàêèì-ëèáî ïðè÷èíàì, ôëóêòóàöèè, ïî-âèäèìîìó, ìîãóò äàòü íà÷àëî âçðûâó. Ýäâàðä Âèòòåí (ð. 1951) – â ñâîåé ðàáîòå îáñóæäàë èíòåðåñíóþ ãèïîòåçó: âîêðóã íàñ ëåòàþò ìàëåíüêèå êîìî÷êè ñòðàííîãî âåùåñòâà, îáðàçîâàâøèåñÿ â ðàííåé Âñåëåííîé. �ìåííî îíè è ñîñòàâëÿþò òåìíóþ ìàòåðèþ. Òàêèå êîìî÷êè ìîãóò çàõâàòûâàòüñÿ ìàññèâíûìè çâåäàìè, è èìåííî èç-çà íèõ ïîòîì îáðàçóåòñÿ íå íåéòðîííàÿ, à êâàðêîâàÿ çâåçäà. Âèòòåíîì áûëî îòìå÷åíî, ÷òî SQM (ÑÊÌ- ñòðàííàÿ êâàðêîâàÿ ìàòåðèÿ)ìîæåò áûòü ñòàáèëüíîé ïðè íóëåâîé òåì-ðå è íóëåâîì âíåøíåì äàâëåíèè.Óñòðàííûõ Çâ. íå áóäåò ñáîåâ â ïåðèîäå âðàùåíèÿ , åñëè ÑÊÌ ñòàáèëüíà, òî ïóëüñàðû, ó ê-ðûõ åñòü ñáîè äîëæíó áóäóò îòæäåñòâëÿòüñÿ ñ íåéòðîííûìè Çâ, ìåòàñòàáèëüíûìè îòíîñèòåëüíî êîíâåðñèè â ñòðàííûå Çâ. èëè â ÂÍ...Åñëè ïîëó÷èòü îãðàíè÷åíèÿ ñòàáèëüíîé ÑÊÌ, ìîæíî ðàçîáðàòüñÿ ñî ñëåäñòèåì ñóùåñòâîâàíèÿ êâàðêîâûõ Çâ, ê-ðûå ñîñòîÿò èç ÑÊÌ ,à âíåøíÿÿ îáëî÷êà ê-ðûõ äîëæíà ñîñòîÿòü èç îáû÷íîé àäðîííîé ìàòåðèè.Âðåìÿ æèçíè ìåòàñòàáèëüíûõ íåéòðîííûõ Çâ. î÷åíü âåëèê, òàê êàê äëÿ îáðàçîâàíèÿ çàðîäûøà ÑÊÌ êðèòè÷åñêîãî ðàçìåðà íàäî êîãåðåíòíîå ðîæäåíèå áîëüøîãî ÷èñëà ñòðàííûõ êâàðêîâ.Öåíòðàëüíàÿ ïëîòíîñòü ìåòàñòàáèëüíûõ NS- äîëæíà áûòü íèæå êðèòè÷åñêîé ïëîòíîñòè ôàçîâîãî ïåðåõîäà â íåñòðàííóþ êâàðêîâóþ ìàòåðèþ… Ýòî óñëîâèå çàïèñàòü òàê:Â> ìþ(4)/ [4ï(2)+2(4/3))(3)](1-(2àñ/ï))-Ð( Óð.1).Íó, òóò ó íàñ ìþ èÐ-õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë è äàâëåíèå íåéòðîíîâ â öåíòðå Çâ.,Â-äàâëåíèå ÊÄÕ-âàêóóìà, à àñ( àëüôàñ) ÊÕÄ-êîíñòàíòà. Âðåìÿ æèçíè ÿäåð Òÿä îòíîñèòåëüíî ðàñïàäà SQM â Ìî/m Ò ÿä~10(60) ëåò, à ÷óâñòâèòåëüíîñòü çåìíîãî äåòåêòîðà íå ïðåâûøàåò 10(30) ëåò, ðàçóìååòñÿ ýòîãî íåäîñòàòî÷íî äëÿ íàáëþäåíèé äàííûõ ðàñïàäîâ. Äëÿ ìàññû ñòðàííîãî êâàðêà ms=150Ìý. Ýíåðãèÿ ñâÿçè ñòàáèëüíîé ÑÊÌ, ïðåäïîëîãàåìî äîëæíî áûòü íå áîëüøå 30-40ÌýÂ.Ýíåðãèÿ ñòàáèëüíîé ÑÊÌ íà åäèíèöó áàðèîííîãî ÷èñëà îïðåäåëÿåòñÿ òàê: Å/À >m.Ñêîðîñòü ðîñòà ÑÊÌ â ÿäåðíîé ìàòåðèè ñ òåì-ðîé îïðåäåëÿåìîé òàê: Ò=10Ìý íþ=10-6*10(3)ñì/ñ(4), áîëüøèì çíà÷åíèÿì Å/À ñîîòâåòñòâóåò ìåíüøåå íþ.Êîíâåðñèÿ íåéòðîííîé Çâ. ñ ìàññîé ,ïðåâûøàþùåé ìàêñèìàëüíóþ ìàññó ñòðàííûõ çâ¸çä çàâåðøàåòñÿ êîëëàïñîì ÿäðàÑÊÌ. ðåçóëüòàòå êîëëàïñà îáû÷íîé Çâ. îáðàçóåòñÿ ñòàáèëüíàÿ íåéòðîííàÿ Çâ, ãðàâèòàöèîííî óñòîé÷èâàÿ, ñîäåðæàùàÿ ïðèìåñü ÑÊÌ.Âðåìÿ êîíâåðñèè ìåòàñòàáèëüíîé Í.ç. ìîæíî îöåíèòü òàê:t~10kì/íþ=0,05-30÷àñ, ÷åðåç ýòî âðåìÿ è ïðîèñõîäèò ïîâòîðíûé ãðàâ. êîëëàïñ.ÑÊÌ â íåéòðîííîé çâåçäå ìîæåò ïðîèçîéòè , íàïðèìåð, ÷åðåç ïðîìåæóòî÷íûé ôàçîâûé ïåðåõîä â ÍÊÌ.Íåéòðîííûå âñïëåñêè, ê-ðûå ðåãèñòðèðóþòñÿ ñ èíòåðâàëîì â íåñêîëüêî ÷àñîâ ïðè âñïûøêå SN, ìîãóò áûòü îòæäåñòâëåíû ñ êîëëàïñîì îáû÷íîé Çâ. è êîëëàïñîì ÿäðà ÑÊÌ ìåòàñòàáèëüíîé Í.ç.Ñòðàííûå Çâ. ìîãóò èìåòü ïðîèçâîëüíî ìàëûé ðàäèóñ. Ìèíèìàëüíûé ðàäèóñ íåéòðîííûõ è êâàðêîâûõ Çâ. îêîëî R,10êì, à ïåðèîä âðàùåíèÿ Ð1~2ï R /c=0.2ìñ.Åñòü ðàäèîïóëüñàðû ñ ïåðèîäîì îêîëî 1-10(4)ìñ, à âîò îáíàðóæåíèå ïóëüñàðà ñ ïåðèîäîìP<P1- ìîæåò ñòàòü ïðÿìûì äîêàçàòåëüñòâîì ñòðàííûõ çâ.Òàê, ÷òî ïîèñêè ïóëüñàðîâ ñóëüòðàêîðîòêèì ïåðèîäîì ÿâëÿþò ñîáîé îãðîìíûé èíòåðåñ. …Óïðîñòèì ñåáå íåìíîãî çàäà÷ó è îáúÿñíèì ýòó ãèïîòåçó òàê: â ðåçóëüòàòå êîëëàïñà îáû÷íîé çâ., îáðàçóåòñÿ óñòîé÷èâàÿ íåéòðîííàÿ Çâ Ì>M~, ñîäåðæàùàÿ ïðèìåñü ÑÊÌ è â ýòîì ñëó÷àå , ÷åðåç íåêîò. âðåìÿ t~10km/v=0,05-30 ÷àñîâ äîëæåí áóäåò ïðîèçîéòè âòîðîé êîëëàïñ. ÑÊÌ , òàêæå ìîæåò îáðàçîâàòüñÿ, íàïðèìåð, ÷åðåç ïðîìåæóòî÷íûé ôàçîâûé ïåðåõîä â ÍÊ̅Ñòðàííûå Çâ. ìîãóò èìåòü ïðîèçâîëüíî ìàëûé ðàäèóñ . Ìèíèìàëüíûé ðàäèóñ íåéòðîííûõ è êâàðêîâûõ çâ¸çä ìîæåò ñîñòàâëÿòü R~10 êì èõ ïåðèîä âðàùåíèÿ Ð1~2ïR/c=0.2 ìñ. Åñòü ðàäèîïóëüñàðû , ÷üè ïåðèîäû îò1 äî 10(4)ìñ, à îáíàðóæåíèå ïóëüñàðîâ ñ ïåðèîäîè Ð<P1 ñ òî÷êè çðåíèÿ íåêîòîðûõ àâòîðîâ( õîòÿ íå âñåõ) ìîæåò ñëóæèòü , õîòü è êîñâåííì, íî âïîëíå àäåêâàòíûì äîêàçàòåëüñòâîì ñóùåñòâîâàíèÿ ñòðàííûõ çâ¸çä. Ðàññìàòðèâàåì ìîäåëü ïî ïðîñòåéøåé ìîäèôèêàöèåé Âèòòåíà.Àäðîííóþ ôàçó ìàòåðèè îïèñûâàåì âûðîæäåííûì èäåàëüíûì ôåðìè-ãàçîì u-,d-,s-êâàðêîâ è ýëåêòðîíîâ , îáëàñòü òàêîé ìîäåëè äîëæíà áûòü îãðàíè÷åíà íåâûñîêèìè êðèòè÷åñêèìè ïëîòíîñòÿìè ôàçîâîãî ïåðåõîäà, ýòî ýêâèâàëåíòíî óñëîâèþ ñëàáîé íåñâÿçàííîñòè ÑÊÌ . Ïðè ìþ d> ìþ d(D)=338 ÌýÂ- àäðîííàÿ ôàçà áóäåò ìåòàñòàáèëüíîé . Ïðè d> ìþ d(Ñ)äâóì íóêëîíàì ýíåðãåòè÷åñêè âûãîäíî ñîéòè ñ ôåðìè- ïîâåðõíîñòè , ñëèâøèñü â 6q- ìåøîê. Óâåëè÷åíèå ïëîòíîñòè àäðîííîé ìàòåðèè ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ äèáàðèîííîãî áîçå-êîíäåíñàòà.Äèáàðèîíû íå äàþò âêëàä â äàâëåíèå , ïîòîìó, ÷òî èìåþò íóëåâîé èìïóëüñ è ïîýòîìó ïðè óâåëè÷åíèè ïëîòíîñòè äàâëåíèå â äàííîì ñëó÷àå íå ðàñò¸ò.Àäðîííàÿ ìàòåðèÿ íà÷í¸ò òåðÿòü óïðóãîñòü , óñòîé÷èâûõ íåéòðîííûõ çâ¸çä ñ äèáàðèîííûì áîçå-êîíäåíñàòîì íå ñóùåñòâóåò .Åñëè ïðåíåáðå÷ü âçàèìîäåéñòâèåì äèáàðèîíîâ ñ íåéòðîíàìè è äðóã äðóãîì,òî ìàññû äèáàðèîíîâ äîëæíû áûòü áîëüøå , ÷åì m(6q) min=2ìþ ~2176ÌýÂ,äèáàðèîí ñ òàêîé ìàññîé ìîæåò êîíäåñèðîâàòüñÿ è ïðè ïëîòíîñòè 0,1Ôì(-3), îíà ìåíüøå òîé, ÷òî ñóùåñòâóåò â îáû÷íûõ ÿäðàõ. ðåçóëüòàòå êîíâåðñèè ìåòàñòàáèëüíîé íåéòðîííîé Çâ. â êâàðêîâóþ( èëè ñòðàííóþ) áóäåò ìåíÿòüñÿ õàðàêòåðèñòè÷åñêèé âîçðàñò ïóëüñàðà.Îáû÷íî âîçðàñò ïóëüñàðà âñåãäà ñîãëàñóåòñÿ ñâîçðàñòîì òóìàííîñòè.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 16:01 (#)

СТРАННЫЕ , КВАРКОВЫЕ и МЕТАСТАБИЛЬНЫЕ ЗВЁЗДЫ( пусть тоже будут)

http://ru.arxiv.org/PS_cache/cond-mat/pdf/0311/0311172v1.pdf http://ru.arxiv.org/PS_cache/cond-mat/pdf/0401/0401554v1.pdf http://xxx.itep.ru/PS_cache/astro-ph/pdf/0208/0208456v1.pdf Âîîáùå-òî íóæíî ïîä÷åðêóòü åù¸ ðàç, ÷òî åäèíîãî ìíåíèÿ ïî- ïîâîäó ñòðîåíèÿ êâàðêîâûõ çâ¸çä íå ñóùåñòâóåò.Åñòü äâå ãèïîòåçû òîãî , êàêèìè îíè äîëæíû áûòü.1) Îáùåïðèíÿòàÿ ãèïîòåçà; å¸ ñòîðîííèêè ïîëàãàþò , ÷òî íà ïîâåðõíîñòè òàêèõ çâåçä âåëè÷èíû ãðàäèåíòà ïëîòíîñòè è ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ î÷åíü âûñîêè. Ïî òåîðèè ä-ðà Äæàéêóìàðà è åãî êîëëåã ñòðàííàÿ çâåçäà ñîñòîèò èç ýëåêòðîíîâ, ñðåäè ê-ðûõ êóñêè SQM , êàê áû “ïëàâàþò”… 2) Äðóãàÿ , ãèïîòåçà íå ñîãëàñóåòñÿ ñ ïðåæíèìè ïðåäïîëîæåíèÿìè òåîðåòèêîâ î íàëè÷èè ñèëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ íà ïîâåðõíîñòè ñòðàííîé çâåçäû è î åå áîëüøîé ñâåòèìîñòè. Ðåçóëüòàòû òåîðåòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ äëÿ íîâîé ìîäåëè ñòðàííîé çâåçäû ïîêàçûâàþò, ÷òî îíà òàêæå äîëæíà áûòü ìåíåå ïëîòíîé. Ó÷åíûå ïîëàãàþò, ÷òî ñâåðõïëîòíàÿ ñòðàííàÿ êâàðêîâàÿ ìàòåðèÿ áîëåå ñòàáèëüíà, ÷åì îáû÷íàÿ ÍÊÌ, ñîñòîÿùàÿ èç âåðõíèõ (u) è íèæíèõ (d) êâàðêîâ. Ïî òåîðèè ä-ðà Äæàéêóìàðà, ñòðàííûå çâåçäû îáðàçóþòñÿ èç íåéòðîííûõ ñëåäóþùèì îáðàçîì: ïîñêîëüêó ìàòåðèÿ íåéòðîííîé çâåçäû ïîñòåïåííî óïëîòíÿåòñÿ, îíà ìîæåò ïåðåéòè â áîëåå ñòàáèëüíîå ñîñòîÿíèå ñòðàííîé êâàðêîâîé ìàòåðèè.  ÿäðå ÍÇ ïëîòíîñòü ìîæåò ñóùåñòâåííî (â íåñêîëüêî ðàç) ïðåâîñõîäèòü ÿäåðíóþ. Ýòî ñîçäàåò óñëîâèÿ äëÿ ñóùåñòâîâàíèÿ ñâîáîäíûõ êâàðêîâ (äåêîíôàéíìåíò). Òàêàÿ âîçìîæíîñòü áûëà îñîçíàíà â íà÷àëå 70-õ ãîäîâ. Ïåðâîé ðàáîòîé, ïîñâÿùåííîé êâàðêîâîìó âåùåñòâó áûëà ñòàòüÿ Áîäìåð (1971). Ïåðâûìè ðàáîòàìè, ïîñâÿùåííûìè íåïîñðåäñòâåííî êâàðêîâûì çâåçäàì, áûëè ñòàòüè Ôå÷íåðà è Äæîññà (1978) è Âèòòåíà (1984) .Íà ýòó òåìó âûäâèíóòî ìíîãî ãèïîòåç(ýòî âñ¸ òîëüêî ãèïîòåçû, ïîòîìó, ÷òî ëàáðàòîðíûå ýêñïåðèìåíòû ãîâîðÿò òîëüêî î ÿäåðíûõ ïëîòíîñòÿõ, ê-ðûå ñîîòâåòñòâóþ íåéòðîííûì çâåçäàì ñ ìàññîé âñåãî îêîëî ïîëîâèíû ñîëíå÷íîé, ïî âñåé âèäèìîñòè òàêèå íåéòðîííûå çâåçäû â ïðèðîäå íå âñòðå÷àþòñÿ) âåùåñòâî ìîæåò îñòàâàòüñÿ íåéòðîííûì, â íåì ìîãóò íà÷àòü ðîæäàòüñÿ áîëåå òÿæåëûå ÷àñòèöû (ãèïåðîíû) èëè îáðàçîâàòüñÿ êîíäåíñàò èç k è ï - ìåçîíîâ.Íàïîìíèì, ÷òî íåéðîí ( â îòëè÷èå îò ïðîòîíà) íåî÷åíü-òî óñòîé÷èâ â ñâîáîäíîì ñîñòîÿíèè, îí ðàñïàäàåòñÿ íà ïðîòîí, ýëåêòðîí è àíòèíåéòðèíî. Ìàññà íåéòðîíà ïðåâûøàåò ñóììó ìàññ ïðîòîíà è ýëåêòðîíà, , à îñòàòîê ýíåðãèè èäåò â êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ äâèæåíèÿ ÷àñòèö è íà íåéòðèíî. Íî åñëè , êàê ⠓íàøèõ”óñëîâèÿõ íåéòðîí íàõîäèòñÿ â î÷åíü ïëîòíîì è “õîëîäíîì” “ãàçå” ïðîòîíîâ è ýëåêòðîíîâ( âûðîæäåííûé ãàç ), ò.å. óñëîâèÿ íåéòðîííîé Çâ., îí îêàçûâàåòñÿ â áîëåå óñòîé÷èâîì ïîëîæåíèè. … Ýòî íóêëîí, ê-ðûé îòíîñèòñÿ ê êëàññó àäðîíîâ(áàðèîíîâ) , à ñîîòâåòñòâåííî áóäåò ñîñòîÿòü èç 3-õ êâàðêîâ udd( èç ýòèõ æå êâàðêîâ ñîñòîèò è î-ãèïåðîí). Áàðèîíû âìåñòå ñ ìåçîíàìè (ïîñëåäíèå ñîñòîÿò èç äâóõ êâàðêîâ) ñîñòàâëÿþò ãðóïïó ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, ó÷àñòâóþùèõ â ñèëüíîì âçàèìîäåéñòâèè è íàçûâàåìûõ àäðîíàìè.. Ê îñíîâíûì áàðèîíàì…îòíîñÿòñÿ (ïî ìåðå âîçðàñòàíèÿ ìàññû): ïðîòîí, íåéòðîí( íóêëîíû), ëàìáäà-ãèïåðîí, ñèãìà-ãèïåðîí, êñè-ãèïåðîí, îìåãà-ãèïåðîí…Ãèïåðîí — ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà, ÿâëÿþùàÿñÿ áàðèîíîì (à ñëåäîâàòåëüíî àäðîíîì è ôåðìèîíîì) ñ íåíóëåâîé ñòðàííîñòüþ (òî åñòü ñîäåðæàùàÿ îäèí èëè íåñêîëüêî s-êâàðêîâ), íî ñ íóëåâûì î÷àðîâàíèåì è íóëåâîé ïðåëåñòüþ. Âñå ãèïåðîíû ÿâëÿþòñÿ ôåðìèîíàìè. Ýòî çíà÷èò, ÷òî ó íèõ ïîëóöåëûé ñïèí, è îíè ïîä÷èíÿþòñÿ ñòàòèñòèêå Ôåðìè-Äèðàêà. Âñå îíè âçàèìîäåéñòâóþò ÷åðåç ñèëüíîå âçàèìîäåéñòâèå, òî åñòü îíè ÿâëÿþòñÿ àäðîíàìè. Îíè ñîñòîÿò èç òð¸õ ë¸ãêèõ êâàðêîâ, ïî êðàéíåé ìåðå îäèí èç êîòîðûõ — s-êâàðê, ÷òî äåëàåò èõ ñòðàííûìè áàðèîíàìè. Îíè ðàñïàäàþòñÿ íàïðÿìóþ èëè îïîñðåäîâàííî íà ïðîòîí èëè íåéòðîí è îäèí èëè áîëüøå ìåçîíîâ çà âðåìÿ îò 10(-10 )äî 10(-8) ñåêóíäû. Åñëè â ïðîöåññå ðàñïàäà ïîÿâèòñÿ íåéòðîí, îí ìîæåò äàëüøå ïîñðåäñòâîì áåòà-ðàñïàäà ïðåâðàòèòüñÿ â ïðîòîí. Êâàðêîâàÿ ìîäåëü ââîäèò êëàññèôèêàöèþ äëÿ ãèïåðîíîâ.Êàñêàäíûå ãèïåðîíû: ïîìèìî ÷àñòèö ñ åäèíè÷íîé ñòðàííîñòüþ åñòü åù¸ ÷àñòèöû , ó ê-ðûõ ñòðàííîñòü ñîñòàâëÿåò s=(-)+ 2, òàê, íàïðèìåð ó ÷àñòèöû êñè (0) áûë íóëåâîé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä, ó äðóãîé, êñè(-)Q = -1. Ñðåäíåå âðåìÿ æèçíè èõ áûëî ïðèáëèçèòåëüíî òàêèì æå, êàê è ó ^ è ñèãìà áîëüøàÿ ãèïåðèîíîì( ñèãìà êàê çíàê ñóììû).Ýòî ãîâîðèò â ïîëüçó òîãî , ÷òî è èõ ðàñïàä òîæå ïðîèñõîäèò â ðåçóëüòàòå ñëàáîãî âçàèìîäåéñòâèÿ Ýòè ãèïåðîíû íå ðàñïàäàëèñü íåïîñðåäñòâåííî íà ÷àñòèöû áåç ñòðàííîñòè, à òîëüêî â ðåçóëüòàòå êàñêàäà – ñïåðâà êñè(0)- ãèïåðèîí ðàñïàäàëñÿ íà íà ^ è ï(-),ò.å. , òóò ìåíÿëåòñÿ ñòðàííîñòü íà 1- ýòî íàçûâàåòñÿ êàñêàäíûìè ãèïåðîíàìè. �ç ñîîòíîøåíèÿ Ãåëë-Ìàíà - Íèøèäæèìû: Q=Iz+Y/2 è Y = B + s = 1 - 2 = -1 ñëåäîâàëî, ÷òî ïðîåêöèè èçîñïèíîâ ýòèõ ÷àñòèö Iz=(-)+1/2- îíè ñîñòàâëÿþò èçîòîïè÷åñêèé äóáëåò. Ñ òî÷êè çðåíèÿ êâàðêîâîé ìîäåëè åñòåñòâåííî, ÷òî êàñêàäíûõ ãèïåðîíîâ äâà. Âîçìîæíû äâå êîìáèíàöèè: êñè(0) ( uss) è êñè(-)=(dss), ëÿìáäà-ãèïåðîíà:^( uds), Ì.ï. ( E0=mc(2))~1118 ÌýÂ, âðåìÿ æèçíè2.6*10(-10) , ñïèí-÷åòíîñòü1/2+(0), îñíîâíûå ìîäû ðàñïàäà: ðï(-), n ï(0), ýòîò ãèïåðîí ÿâëÿåòñÿ ñèëüíî âçàèìîäåéñòâóþùåé ÷àñòèöåé - àäðîíîì ñî ñòðàííîñòüþ s = -1.Îí áûë áû ñòàáèëüíîé ÷àñòèöåé, åñëèá íå áûëî áû â ïðèðîäå ñëàáûõ âçàèìîäåéñòâèé, ^-ãèïåðîí ÿâëÿåòñÿ ñàìûì ëåãêèì áàðèîíîì, â ñîñòàâ ê-ðîãî âõîäèò s-êâàðê. Îäíàêî ñëàáûå âçàèìîäåéñòâèÿ ïðèâîäÿò ê ïðåâðàùåíèþ s-êâàðêà â u-êâàðê è, ñîîòâåòñòâåííî ê ñëàáûì ðàñïàäàì ãèïåðîíà. Ê îñíîâíûì áàðèîíàì îòíîñÿòñÿ (ïî ìåðå âîçðàñòàíèÿ ìàññû): ïðîòîí, íåéòðîí, ëàìáäà-ãèïåðîí, ñèãìà-ãèïåðîí, êñè-ãèïåðîí, îìåãà-ãèïåðîí( ïîñëåäíèé ÿâëÿåòñÿ ñàìûì áîëüøèì, ò.å. ìàññèâíûì), ñèãìà-ãèïåðîíû( áàðèîí ñèãìà(0), ñèãìà(0), ñèãìà (+))èìåþò ñïèí 1/2, ñòðàííîñòü �1, êàê è ëÿìäà áàðèîí , ñîñòîÿò èç u-, d- è s-êâàðêà, íî òðèïëåòíû ïî èçîñïèíó Iz=1.Íåéòðàëüíûé ñèãìà ãèïåðîí èìååò òîò æå êâàðêîâûé ñîñòàâ, ÷òî è íåéòðàëüíûé ëÿìäà – ãèïåðîí , ò.å. íî òÿæåëåå, â ñâÿçè ñ ýòèì îí î÷åíü áûñòðî ðàñïàäàåòñÿ â ëÿìäà íåéòðàëüíûé ñ âûëåòîì ôîòîíà (âðåìÿ æèçíè ñîñòàâëÿåò ëèøü 6×10(�20) ñ, ïîñêîëüêó ðàñïàä ïðîèñõîäèò çà ñ÷¸ò ýëåêòðîìàãíèòíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ). Ïîëîæèòåëüíû ñèãìà áàðèîí(uus) è îòðòöàòåëüíé(dds) ðàñïàäàþòñÿ çà ïðèìåðíî 10(-10) ñ íà ïèîí è íóêëîí, îíè íå ÿâëÿþòñÿ íå ÿâëÿþòñÿ ÷àñòèöåé è àíòè÷àñòèöåé — ýòî ñàìîñòîÿòåëüíûå ÷àñòèöû, êàæäàÿ èç íèõ (êàê, êñòàòè, è íåéòðàëüíûé) èìååò ñâîþ àíòè÷àñòèöó, ìàññû ñèãìà ãèïåðîíîâñîñòàâëÿþò îêîëî 1200 Ìý… Êîðî÷å, ïî îäíîé, î÷åíü ïîïóëÿðíîé íà ñåãîäíÿ ãèïîòåçîé (î òîì, êàê îáðàçóþòñÿ êâàðêîâûå Çâ)., ðàññìàòðèâàåòñÿ ïðåâðàùåíèå íåéòðîííîé ìàòåðèè â êâàðêîâóþ (Ãèïîòåçà îáðàçîâàíèÿ êâàðêîâûõ çâåçä): Ñîãëàñíî ýòîé ìîäåëè ïðè ïëîòíîñòÿõ, äîñòèãàþùèõñÿ â öåíòðàõ íåéòðîííûõ çâåçä, íåéòðîíû îêàçûâàþòñÿ ðàñïîëîæåííûìè âïëîòíóþ äðóã ê äðóãó (íà ðàññòîÿíèè èõ êëàññè÷åñêèõ ðàäèóñîâ). Êàæäûé íåéòðîí (à òàêæå ïðîòîí) ñîñòîèò èç òðåõ êâàðêîâ. Ïðè íå ñòîëü âûñîêèõ ïëîòíîñòÿõ êâàðêè óäåðæèâàþòñÿ âíóòðè íåéòðîíà, íî â öåíòðå íåéòðîííîé çâåçäû îíè òåïåðü ïîëó÷àþò âîçìîæíîñòü ïåðåõîäèòü â ñîñåäíèé íåéòðîí, òî åñòü ñâîáîäíî ïåðåìåùàòüñÿ ïî âñåé îáëàñòè âûñîêîé ïëîòíîñòè. Ãðóïïèðîâêà êâàðêîâ ïî òðè â íóêëîíû èñ÷åçàåò è âåùåñòâî ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê êâàðêîâûé ãàç èëè æèäêîñòü. Êàê ïîêàçûâàþò èññëåäîâàíèÿ òåîðåòèêîâ, êðîìå îáû÷íûõ u è d êâàðêîâ â òàêîì ãàçå â áîëüøîì êîëè÷åñòâå áóäóò ïðèñóòñòâîâàòü s-êâàðêè.  ïðîòîíàõ è íåéòðîíàõ s-êâàðêîâ íåò, çàòî îíè âõîäÿò â ñîñòàâ áîëåå òÿæåëûõ ÷àñòèö -^ , êñè è ñèãìà áîëüøàÿ ãèïåðèîíû. �ç-çà ýòîãî êâàðêîâûå çâåçäû ÷àñòî íàçûâàþò ñòðàííûìè...Êâàðêè îáëàäàþò äðîáíûì áàðèîííûì è ýëåêòðè÷åñêèì çàðÿäàìè è ìàññîé, çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàþùåé áàðèîííóþ. Êâàðêè ìîãóò ÿâëÿòüñÿ ðåàëüíûìè ÷àñòèöàìè, ïî ðÿäó ïðè÷èí òðóäíî íàáëþäàåìûìè( áåç äåòàëåé). Çàìàí÷èâî èñêàòü êâàðêèâ óñëîâèÿõ àñòðîíîìè÷åñêèõ ñâåðõïëîòíûõ êîíôèãóðàöèé. ( ýòà ìîäåëü, ïî-ìîåìó , ïðåäëîãàëàñü Àìáàðöóìÿíî è �âàíåíêî,Êóðäãåëàèäçå ) Âíóòðè íåéòðîííûõ çâ¸çä ïðè áîëüøèõ äàâëåíèÿõ ýíåðãåòè÷åñêè âûãîäíûì ñòàíîâèòñÿ ðîæäåíèå ñòðàííûõ áàðèîíîâ. Êàê èçâåñòíî, ïðè ñæàòèè çâåçäû ïîñëå îáðàçîâàíèÿ âûðîæäåííîãî ýëåêòðîííîãî ãàçà ïðîèñõîäèò ,,âäàâëèâàíèå" ýëåêòðîíîâ â ïðîòîíû, ðàçâàë ÿäåð è ïåðåõîä ê íåéòðîííîé çâåçäå; ïðè äàëüíåéøåì ñæàòèè áîëåå âûãîäíûì îêàçûâàåòñÿ ïåðåõîä ê âûðîæäåííîì) ãèïåðîííîìó ôåðìè-ãàçó Åñòåñòâåííî ïðåäïîëàãàòü, ÷òî âûãîäíûì îêàæåòñÿ ïåðåõîä ê åùå áåëåå òÿæåëûì áàðèîííûì ðåçîíîíàì, è íàêîíåö, ãèïîòåòè÷åñêèì ñóá-÷àñòèöàì: êâàðêàì è ò. ä. Ïåðåõîä ê êâàðêàì ñîîòâåòñòâóåò ñèëüíîìó âíóòðåííåìó âîçáóæäåíèþ áàðèîíîâ, ïðèâîäÿùåìó â êîíöå êîíöîâ ê èõ ðàçâàëó íà ôóíäàìåíòàëüíûå ñóá-÷àñòèöû. Ïðîàíàëèçèðóåì óñëîâèÿ ïåðåõîäà áàðèîííîé çâåçäû, êàê ïðåäøåñòâîâàâøåé êîíôèãóðàöèè, â êâàðêîâóþ, ïðåíåáðåãàÿ òåìïåðàòóðîé. Ðàñïàä:Â--.>Q1+Q2+Q3( Óð.1) âîçìîæåí ïðè íàëè÷èè ó áàðèîíà êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè Uk> delta mc(2)( delta m- äåôåêò ìàññû), delta mc(2)=(à-1) mc(2)(Óð.2), ìàññû áàðèîíîâ è êâàðêîâ m , ñîîòâåòñâåííî áóäóò mj=ajm (j=1.2.3), Ñóììà ajm= am, a= a1+ a2+a3>>1(Óð,3) Äëÿ áàðèîííîãî âûðîæäåííîãî ãàçà óñëîâèå âîçìîæíîñòè èìååò âèä: Umax=(aq/m)nq(0)> (à-1) mc(2); no>{(a-1)m(2)c(2) aq(-1)}(1/q) q=1/3äëÿ; óëüòðàðåëÿòèâèñòñêîãî ãàçà,2/3äëÿ íåðåëÿòèâèñòñêîãî; à 2/3=(1/8)(3/ï)(2/3)h(2); a1/3=(1/2)(3/ï)(1/3)hcm(Óð.4). Óð1- ïðîòåêàåò ëèøü ïðè âûñîêèõ ïëîòíîñòÿõ äëÿ ïðîñòîòû îãðàíè÷èìñÿ óëüòðà-ðåëÿòèâèñòñêèì ñëó÷àåì.Õîòü äàííàÿ ñèñòåìà áóäåò ñîñòîÿòü èç âñåõ ñîðòîâ áàðèîíîâ è èõ ðåçîèîíîâ ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè êîíöåíòðàöèÿìè, â äàííîì ñëó÷àå ñõåìà áóäåò àïïðîêñèìèðîâàíà îäíèì áàðèîííûì ãàçîì ñ íåêîò. ñðåäíåé ìàññîé m=kmo, k-ìíîæèòåëü ïîðÿäêà 1<k<10.Òîãäà: no>{k(a-1)}(3)10(40) ñì(3),à1/3=ê*1,7*10(-40)(Óð,5) Ïðè ýòîì ðàâíîâåñíàÿ ïëîòíîñòü êâàðêîâ îïðåäåëèòñÿ èç ðàâåíñòâà Ôåðìèåâñêèõ ãðàíè÷íûõ ýíåðãèé áàðèîíîâ è òðåõ êâàðêîâ. Ðàññìàòðèâàÿ áàðèîíû êàê óëüòðàðåëÿòèâèñòñêèå, à êâàðêè êàê íåðåëÿòèâèñòñêèå, óñëîâèå ðàâíîâåñèÿ çàïèøåì â âèäå :à1/3nB(1/3)=(9/a)(a2/3 nQ(2/3))+ am(2)c(2) ( Óð.6) Ïðè ýòîì ðàâíîâåñíàÿ ïëîòíîñòü êâàðêîâ îïðåäåëèòñÿ èç ðàâåíñòâà Ôåðìèåâñêèõ ãðàíè÷íûõ ýíåðãèé áàðèîíîâ è òðåõ êâàðêîâ. Ðàññìàòðèâàÿ áàðèîíû êàê óëüòðàðåëÿòèâèñòñêèå, à êâàðêè êàê íåðåëÿòèâèñòñêèå, óñëîâèå ðàâíîâåñèÿ çàïèøåì â âèäå : nB/n0~9/a(<)=1( Óð.7) Ñòîëü âûñîêàÿ ïëîòíîñòü, îïðåäåëåííàÿ íåðàâåíñòâîì (4), íåîáõîäèìàÿ äëÿ ðåàêöèè (1), ìîæåò áûòü, ïî-âèäèìîìó, äîñòèãíóòà, íàïðèìåð, â íåäðàõ íåêîòîðûõ áàðèîííûõ çâåçä. Îäíàêî, ïî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì, çâåçäà ñòîëü âûñîêîé öåíòðàëüíîé ïëîòíîñòè áóäåò íàõîäèòüñÿ â êâàçèñòàöèîíàðíîì ñîñòîÿíèè [3]. Áàðèîííàÿ çâåçäà ñ èñõîäíîé ìàññîé Ì= No m ïðè ïåðåõîäå N1- áàðèîíîâ â êâàðêè ïåðåðàáàòûâàåò â ìàññû êâàðêîâ êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ E= N1(a-1) mc(2) è ïðè ýòîì óìåíüøåíèå äàâëåíèÿ áóäåò äåëüòà Ð~nQ delta mc(2) , ãäå nQ - ïëîòíîñòü êâàðêîâ îäíîãî ñîðòà. Òàê êàê ïðè ïåðåõîäå áàðèîíîâ íàõîäÿùèõñÿ â åäèíèöå îáúåìà, â êâàðêè, ãðàâèòàöèîííàÿ ýíåðãèÿ ñèñòåìû íå ìåíÿåòñÿ, òî ïîäîáíûé ïåðåõîä ïðèâîäèò ê äàëüíåéøåìó ñæàòèþ çâåçäû. Äëÿ òîãî, ÷òîáû ñîçäàëèñü îïèñàííûå óñëîâèÿ, íåîáõîäèìî î÷åíü âûñîêîå äàâëåíèå, ê-ðîå â íåäðàõ íåéòðîííîé çâåçäû ñîçäàåòñÿ åå ñîáñòâåííîé ãðàâèòàöèåé. Çà èñêëþ÷åíèåì âíåøíèõ ñëîåâ íåéòðîííîé çâåçäû (êîðû) åå âåùåñòâî ñîñòîèò â îñíîâíîì èç íåéòðîíîâ è î÷åíü íåáîëüøîãî êîëè÷åñòâà ïðîòîíîâ è ýëåêòðîíîâ. Äàâëåíèå â öåíòðå íåéòðîííîé çâåçäû ñòîëü âûñîêî, ÷òî ïëîòíîñòü âåùåñòâà òàì ìîæåò â íåñêîëüêî ðàç (äî 10-15) ïðåâûøàòü ïëîòíîñòü àòîìíûõ ÿäåð. (Àòîìíûå ÿäðà òîæå ñîñòîÿò èç íåéòðîíîâ è ïðîòîíîâ, òîëüêî îíè óäåðæèâàþòñÿ ðÿäîì äðóã ñ äðóãîì ÿäåðíûìè ñèëàìè, à íå ãðàâèòàöèåé, êàê â íåéòðîííîé çâåçäå). Êàê âåäåò ñåáÿ âåùåñòâî ïðè òàêèõ âûñîêèõ ïëîòíîñòÿõ, íàì èçâåñòíî íå î÷åíü õîðîøî… Äîïóñòèì òåïåðü, ÷òî ñóùåñòâóåò çâåçäíàÿ êîíôèãóðàöèÿ ñ ìàññîé Ìî=(NQa+NB)m, çäåñüNQïîëíîå ÷èñëî êâàðêîâ îäíîãî ñîðòà,à NB - ïîëíîå ÷èñëî áàðèîíîâ (ïðåíåáðåãàÿ ãðàâèòàöèîííûì äåôåêòîì ìàññû). Ââèäó âîçìîæíîñòè ëîêàëüíûõ ôëóêòóàöèè ïëîòíîñòè òàêàÿ êîíôèãóðàöèÿ íå áóäåò óñòîé÷èâîé. Áëàãîäàðÿ ôëóêòóàöèè ïëîòíîñòè â îòíîñèòåëüíî íåáîëüøîì îáúåìå äåëüòà V , ïëîòíîñòü áàðèîíîâ ìîæåò ñòàòü ìåíüøå, ÷åì îïðåäåëåííàÿ íåðàâåíñòâîì (4). Òîãäà ïðîöåññ ñòàíîâèòñÿ îäíîñòîðîííèì è íà÷èíàåòñÿ ïåðåõîä êâàðêîâ â áàðèîíû ñ âûäåëåíèåì îãðîìíîé êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè. Ýòî ñîçäàñò ïåðåïàä â äàâëåíèè è ïðèâåäåò ê äàëüíåéøåìó ðàñøèðåíèþ îáëàñòè ôëóêòóàöèè ïëîòíîñòè, òàê ÷òî ëîêàëüíûå ôëóêòóàöèè ïëîòíîñòè ñî âðåìåíåì ìîãóò ðàñøèðèòüñÿ íåîãðàíè÷åííî. Âûäåëÿåìàÿ ïðè ýòîì ïîëíàÿ êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ýïñèëîí=(à-1)NQmc(2)=6(à-1)[1-(NB/NB+NQ)](GM(2))/Rg,Rg=2(GM/c(2))(Óð,8 ) çäåñü Ì=( NB+NQ) m-ìàññà çâåçäû ñ èñõîäíîé ìàññîé Ì=( NB+àNQ) m ïîñëå ïåðåõîäà âñåõ êâàðêîâ îáðàòíî â áàðèîíû, Rg- ,ðàçóìååòñÿ, ãðàâèòàöèîííûé ðàäèóñ Ïðè ýòîì âûäåëÿåìàÿ êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ýïñèëîí (>)=(GM(2))/Rgäîñòàòî÷íà äëÿ òîãî, ÷òîáû êîíôèãóðàöèþ ñ ìàññîéÌ, íàõîäÿùóþñÿ â ñîñòîÿíèè, áëèçêîì ê ãðàâèòàöèîííîìó ðàäèóñó, ðàñøèðèòü â ïðèíöèïå äî íåîãðàíè÷åííûõ ðàçìåðîâ. Åñëè ïðè ýòîì ïðåâðàùåíèå êâàðêîâîé çâåçäû â áàðèîííóþ ïðîéäåò äîñòàòî÷íî áûñòðî, òî ðàñøèðåíèå áóäåò íîñèòü õàðàêòåð âçðûâà. Êîíå÷íî, â êâàðêîâîé çâåçäå, ïîëó÷åííîé ïóòåì ñæàòèÿ, ôëóêòóàöèè íå ìîãóò ïðèâåñòè îáðàòíî ê áàðèîííîé çâåçäå, îäíàêî â êâàðêîâîé êîíôèãóðàöèè, îáðàçîâàâøåéñÿ âíà÷àëå ïî êàêèì-ëèáî ïðè÷èíàì, ôëóêòóàöèè, ïî-âèäèìîìó, ìîãóò äàòü íà÷àëî âçðûâó. Ýäâàðä Âèòòåí (ð. 1951) – â ñâîåé ðàáîòå îáñóæäàë èíòåðåñíóþ ãèïîòåçó: âîêðóã íàñ ëåòàþò ìàëåíüêèå êîìî÷êè ñòðàííîãî âåùåñòâà, îáðàçîâàâøèåñÿ â ðàííåé Âñåëåííîé. �ìåííî îíè è ñîñòàâëÿþò òåìíóþ ìàòåðèþ. Òàêèå êîìî÷êè ìîãóò çàõâàòûâàòüñÿ ìàññèâíûìè çâåäàìè, è èìåííî èç-çà íèõ ïîòîì îáðàçóåòñÿ íå íåéòðîííàÿ, à êâàðêîâàÿ çâåçäà. Âèòòåíîì áûëî îòìå÷åíî, ÷òî SQM (ÑÊÌ- ñòðàííàÿ êâàðêîâàÿ ìàòåðèÿ)ìîæåò áûòü ñòàáèëüíîé ïðè íóëåâîé òåì-ðå è íóëåâîì âíåøíåì äàâëåíèè.Óñòðàííûõ Çâ. íå áóäåò ñáîåâ â ïåðèîäå âðàùåíèÿ , åñëè ÑÊÌ ñòàáèëüíà, òî ïóëüñàðû, ó ê-ðûõ åñòü ñáîè äîëæíó áóäóò îòæäåñòâëÿòüñÿ ñ íåéòðîííûìè Çâ, ìåòàñòàáèëüíûìè îòíîñèòåëüíî êîíâåðñèè â ñòðàííûå Çâ. èëè â ÂÍ...Åñëè ïîëó÷èòü îãðàíè÷åíèÿ ñòàáèëüíîé ÑÊÌ, ìîæíî ðàçîáðàòüñÿ ñî ñëåäñòèåì ñóùåñòâîâàíèÿ êâàðêîâûõ Çâ, ê-ðûå ñîñòîÿò èç ÑÊÌ ,à âíåøíÿÿ îáëî÷êà ê-ðûõ äîëæíà ñîñòîÿòü èç îáû÷íîé àäðîííîé ìàòåðèè.Âðåìÿ æèçíè ìåòàñòàáèëüíûõ íåéòðîííûõ Çâ. î÷åíü âåëèê, òàê êàê äëÿ îáðàçîâàíèÿ çàðîäûøà ÑÊÌ êðèòè÷åñêîãî ðàçìåðà íàäî êîãåðåíòíîå ðîæäåíèå áîëüøîãî ÷èñëà ñòðàííûõ êâàðêîâ.Öåíòðàëüíàÿ ïëîòíîñòü ìåòàñòàáèëüíûõ NS- äîëæíà áûòü íèæå êðèòè÷åñêîé ïëîòíîñòè ôàçîâîãî ïåðåõîäà â íåñòðàííóþ êâàðêîâóþ ìàòåðèþ… Ýòî óñëîâèå çàïèñàòü òàê:Â> ìþ(4)/ [4ï(2)+2(4/3))(3)](1-(2àñ/ï))-Ð( Óð.1).Íó, òóò ó íàñ ìþ èÐ-õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë è äàâëåíèå íåéòðîíîâ â öåíòðå Çâ.,Â-äàâëåíèå ÊÄÕ-âàêóóìà, à àñ( àëüôàñ) ÊÕÄ-êîíñòàíòà. Âðåìÿ æèçíè ÿäåð Òÿä îòíîñèòåëüíî ðàñïàäà SQM â Ìî/m Ò ÿä~10(60) ëåò, à ÷óâñòâèòåëüíîñòü çåìíîãî äåòåêòîðà íå ïðåâûøàåò 10(30) ëåò, ðàçóìååòñÿ ýòîãî íåäîñòàòî÷íî äëÿ íàáëþäåíèé äàííûõ ðàñïàäîâ. Äëÿ ìàññû ñòðàííîãî êâàðêà ms=150Ìý. Ýíåðãèÿ ñâÿçè ñòàáèëüíîé ÑÊÌ, ïðåäïîëîãàåìî äîëæíî áûòü íå áîëüøå 30-40ÌýÂ.Ýíåðãèÿ ñòàáèëüíîé ÑÊÌ íà åäèíèöó áàðèîííîãî ÷èñëà îïðåäåëÿåòñÿ òàê: Å/À >m.Ñêîðîñòü ðîñòà ÑÊÌ â ÿäåðíîé ìàòåðèè ñ òåì-ðîé îïðåäåëÿåìîé òàê: Ò=10Ìý íþ=10-6*10(3)ñì/ñ(4), áîëüøèì çíà÷åíèÿì Å/À ñîîòâåòñòâóåò ìåíüøåå íþ.Êîíâåðñèÿ íåéòðîííîé Çâ. ñ ìàññîé ,ïðåâûøàþùåé ìàêñèìàëüíóþ ìàññó ñòðàííûõ çâ¸çä çàâåðøàåòñÿ êîëëàïñîì ÿäðàÑÊÌ. ðåçóëüòàòå êîëëàïñà îáû÷íîé Çâ. îáðàçóåòñÿ ñòàáèëüíàÿ íåéòðîííàÿ Çâ, ãðàâèòàöèîííî óñòîé÷èâàÿ, ñîäåðæàùàÿ ïðèìåñü ÑÊÌ.Âðåìÿ êîíâåðñèè ìåòàñòàáèëüíîé Í.ç. ìîæíî îöåíèòü òàê:t~10kì/íþ=0,05-30÷àñ, ÷åðåç ýòî âðåìÿ è ïðîèñõîäèò ïîâòîðíûé ãðàâ. êîëëàïñ.ÑÊÌ â íåéòðîííîé çâåçäå ìîæåò ïðîèçîéòè , íàïðèìåð, ÷åðåç ïðîìåæóòî÷íûé ôàçîâûé ïåðåõîä â ÍÊÌ.Íåéòðîííûå âñïëåñêè, ê-ðûå ðåãèñòðèðóþòñÿ ñ èíòåðâàëîì â íåñêîëüêî ÷àñîâ ïðè âñïûøêå SN, ìîãóò áûòü îòæäåñòâëåíû ñ êîëëàïñîì îáû÷íîé Çâ. è êîëëàïñîì ÿäðà ÑÊÌ ìåòàñòàáèëüíîé Í.ç.Ñòðàííûå Çâ. ìîãóò èìåòü ïðîèçâîëüíî ìàëûé ðàäèóñ. Ìèíèìàëüíûé ðàäèóñ íåéòðîííûõ è êâàðêîâûõ Çâ. îêîëî R,10êì, à ïåðèîä âðàùåíèÿ Ð1~2ï R /c=0.2ìñ.Åñòü ðàäèîïóëüñàðû ñ ïåðèîäîì îêîëî 1-10(4)ìñ, à âîò îáíàðóæåíèå ïóëüñàðà ñ ïåðèîäîìP<P1- ìîæåò ñòàòü ïðÿìûì äîêàçàòåëüñòâîì ñòðàííûõ çâ.Òàê, ÷òî ïîèñêè ïóëüñàðîâ ñóëüòðàêîðîòêèì ïåðèîäîì ÿâëÿþò ñîáîé îãðîìíûé èíòåðåñ. …Óïðîñòèì ñåáå íåìíîãî çàäà÷ó è îáúÿñíèì ýòó ãèïîòåçó òàê: â ðåçóëüòàòå êîëëàïñà îáû÷íîé çâ., îáðàçóåòñÿ óñòîé÷èâàÿ íåéòðîííàÿ Çâ Ì>M~, ñîäåðæàùàÿ ïðèìåñü ÑÊÌ è â ýòîì ñëó÷àå , ÷åðåç íåêîò. âðåìÿ t~10km/v=0,05-30 ÷àñîâ äîëæåí áóäåò ïðîèçîéòè âòîðîé êîëëàïñ. ÑÊÌ , òàêæå ìîæåò îáðàçîâàòüñÿ, íàïðèìåð, ÷åðåç ïðîìåæóòî÷íûé ôàçîâûé ïåðåõîä â ÍÊ̅Ñòðàííûå Çâ. ìîãóò èìåòü ïðîèçâîëüíî ìàëûé ðàäèóñ . Ìèíèìàëüíûé ðàäèóñ íåéòðîííûõ è êâàðêîâûõ çâ¸çä ìîæåò ñîñòàâëÿòü R~10 êì èõ ïåðèîä âðàùåíèÿ Ð1~2ïR/c=0.2 ìñ. Åñòü ðàäèîïóëüñàðû , ÷üè ïåðèîäû îò1 äî 10(4)ìñ, à îáíàðóæåíèå ïóëüñàðîâ ñ ïåðèîäîè Ð<P1 ñ òî÷êè çðåíèÿ íåêîòîðûõ àâòîðîâ( õîòÿ íå âñåõ) ìîæåò ñëóæèòü , õîòü è êîñâåííì, íî âïîëíå àäåêâàòíûì äîêàçàòåëüñòâîì ñóùåñòâîâàíèÿ ñòðàííûõ çâ¸çä. Ðàññìàòðèâàåì ìîäåëü ïî ïðîñòåéøåé ìîäèôèêàöèåé Âèòòåíà.Àäðîííóþ ôàçó ìàòåðèè îïèñûâàåì âûðîæäåííûì èäåàëüíûì ôåðìè-ãàçîì u-,d-,s-êâàðêîâ è ýëåêòðîíîâ , îáëàñòü òàêîé ìîäåëè äîëæíà áûòü îãðàíè÷åíà íåâûñîêèìè êðèòè÷åñêèìè ïëîòíîñòÿìè ôàçîâîãî ïåðåõîäà, ýòî ýêâèâàëåíòíî óñëîâèþ ñëàáîé íåñâÿçàííîñòè ÑÊÌ . Ïðè ìþ d> ìþ d(D)=338 ÌýÂ- àäðîííàÿ ôàçà áóäåò ìåòàñòàáèëüíîé . Ïðè d> ìþ d(Ñ)äâóì íóêëîíàì ýíåðãåòè÷åñêè âûãîäíî ñîéòè ñ ôåðìè- ïîâåðõíîñòè , ñëèâøèñü â 6q- ìåøîê. Óâåëè÷åíèå ïëîòíîñòè àäðîííîé ìàòåðèè ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ äèáàðèîííîãî áîçå-êîíäåíñàòà.Äèáàðèîíû íå äàþò âêëàä â äàâëåíèå , ïîòîìó, ÷òî èìåþò íóëåâîé èìïóëüñ è ïîýòîìó ïðè óâåëè÷åíèè ïëîòíîñòè äàâëåíèå â äàííîì ñëó÷àå íå ðàñò¸ò.Àäðîííàÿ ìàòåðèÿ íà÷í¸ò òåðÿòü óïðóãîñòü , óñòîé÷èâûõ íåéòðîííûõ çâ¸çä ñ äèáàðèîííûì áîçå-êîíäåíñàòîì íå ñóùåñòâóåò .Åñëè ïðåíåáðå÷ü âçàèìîäåéñòâèåì äèáàðèîíîâ ñ íåéòðîíàìè è äðóã äðóãîì,òî ìàññû äèáàðèîíîâ äîëæíû áûòü áîëüøå , ÷åì m(6q) min=2ìþ ~2176ÌýÂ,äèáàðèîí ñ òàêîé ìàññîé ìîæåò êîíäåñèðîâàòüñÿ è ïðè ïëîòíîñòè 0,1Ôì(-3), îíà ìåíüøå òîé, ÷òî ñóùåñòâóåò â îáû÷íûõ ÿäðàõ. ðåçóëüòàòå êîíâåðñèè ìåòàñòàáèëüíîé íåéòðîííîé Çâ. â êâàðêîâóþ( èëè ñòðàííóþ) áóäåò ìåíÿòüñÿ õàðàêòåðèñòè÷åñêèé âîçðàñò ïóëüñàðà.Îáû÷íî âîçðàñò ïóëüñàðà âñåãäà ñîãëàñóåòñÿ ñâîçðàñòîì òóìàííîñòè.

User pointofnoreturn, 22.01.2009 16:39 (#)

СТРАННЫЕ , КВАРКОВЫЕ и МЕТАСТАБИЛЬНЫЕ ЗВЁЗДЫ:

Вообще-то нужно подчеркуть ещё раз, что единого мнения по- поводу строения кварковых звёзд не существует. Есть две гипотезы того , какими они должны быть.1) Общепринятая гипотеза; её сторонники полагают , что на поверхности таких звезд величины градиента плотности и электрического поля очень высоки. По теории д-ра Джайкумара и его коллег странная звезда состоит из электронов, среди к-рых куски SQM , как бы “плавают”…2) Другая , новая гипотеза не согласуется с прежними предположениями теоретиков о наличии сильного электрического поля на поверхности странной звезды и о ее большой светимости. Результаты теоретических расчетов для новой модели странной звезды показывают, что она также должна быть менее плотной. Ученые полагают, что сверхплотная странная кварковая материя более стабильна, чем обычная НКМ, состоящая из верхних (u) и нижних (d) кварков. По теории д-ра Джайкумара, странные звезды образуются из нейтронных следующим образом: поскольку материя нейтронной звезды постепенно уплотняется, она может перейти в более стабильное состояние странной кварковой материи. В ядре НЗ плотность может существенно (в несколько раз) превосходить ядерную. Это создает условия для существования свободных кварков (деконфайнмент). Такая возможность была осознана в начале 70-х годов. Первой работой, посвященной кварковому веществу была статья Бодмер (1971). Первыми работами, посвященными непосредственно кварковым звездам, были статьи Фечнера и Джосса (1978) и Виттена (1984).На эту тему выдвинуто много гипотез(это всё только гипотезы, потому, что лабраторные эксперименты говорят только о ядерных плотностях, к-рые соответствую нейтронным звездам с массой всего около половины солнечной, по всей видимости такие нейтронные звезды в природе не встречаются) вещество может оставаться нейтронным, в нем могут начать рождаться более тяжелые частицы (гипероны) или образоваться конденсат из k и п - мезонов.Напомним , что нейрон ( в отличие от протона) неочень-то устойчив в свободном состоянии, он распадается на протон, электрон и антинейтрино. Масса нейтрона превышает сумму масс протона и электрона, , а остаток энергии идет в кинетическую энергию движения частиц и на нейтрино. Но если , как в “наших”условиях нейтрон находится в очень плотном и “холодном” “газе” протонов и электронов( вырожденный газ ), т.е. условия нейтронной Зв., он оказывается в более устойчивом положении. … Это нуклон, к-рый относится к классу адронов(барионов) , а соответственно будет состоять из 3-х кварков udd( из этих же кварков состоит и о-гиперон). Барионы вместе с мезонами (последние состоят из двух кварков) составляют группу элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии и называемых адронами..к основным барионам относятся (по мере возрастания массы): протон, нейтрон( нуклоны), ламбда-гиперон, сигма-гиперон, кси-гиперон, омега-гиперон…Гиперон - элементарная частица, являющаяся барионом (а следовательно адроном и фермионом) с ненулевой странностью (то есть содержащая один или несколько s-кварков), но с нулевым очарованием и нулевой прелестью. Все гипероны являются фермионами. Это значит, что у них полуцелый спин, и они подчиняются статистике Ферми-Дирака. Все они взаимодействуют через сильное взаимодействие, то есть они являются адронами. Они состоят из трёх лёгких кварков, по крайней мере один из которых - s-кварк, что делает их странными барионами. Они распадаются напрямую или опосредованно на протон или нейтрон и один или больше мезонов за время от 10(-10 )до 10(-8) секунды. Если в процессе распада появится нейтрон, он может дальше посредством бета-распада превратиться в протон. Кварковая модель вводит классификацию для гиперонов.Каскадные гипероны: помимо частиц с единичной странностью есть ещё частицы , у к-рых странность составляет s=(-)+ 2, так, например у частицы кси (0) был нулевой электрический заряд, у другой, кси(-)Q = -1. Среднее время жизни их было приблизительно таким же, как и у ^ и сигма большая гиперионом( сигма как знак суммы).Это говорит в пользу того , что и их распад тоже происходит в результате слабого взаимодействия Эти гипероны не распадались непосредственно на частицы без странности, а только в результате каскада – сперва кси(0)- гиперион распадался на на ^ и п(-),т.е. , тут менялется странность на 1- это называется каскадными гиперонами. Из соотношения Гелл-Мана - Нишиджимы: Q=Iz+Y/2 и Y = B + s = 1 - 2 = -1 следовало, что проекции изоспинов этих частиц Iz=(-)+1/2- они составляют изотопический дублет. С точки зрения кварковой модели естественно, что каскадных гиперонов два. Возможны две комбинации: кси(0) ( uss) и кси(-)=(dss), лямбда-гиперона:^( uds), масса ( E0=mc(2))~1118 МэВ, время жизни2.6*10(-10) , спин-четность1/2+(0), основные моды распада: рп(-), n п(0), этот гиперон является сильно взаимодействующей частицей - адроном со странностью s = -1.Он был бы стабильной частицей, еслиб не было бы в природе слабых взаимодействий, ^-гиперон является самым легким барионом, в состав к-рого входит s-кварк. Однако слабые взаимодействия приводят к превращению s-кварка в u-кварк и, соответственно к слабым распадам гиперона. К основным барионам относятся (по мере возрастания массы): протон, нейтрон, ламбда-гиперон, сигма-гиперон, кси-гиперон, омега-гиперон( последний является самым большим, т.е. массивным), сигма-гипероны( барион сигма(0), сигма(0), сигма (+))имеют спин 1/2, странность ?1, как и лямда барион , состоят из u-, d- и s-кварка, но триплетны по изоспину Iz=1.Нейтральный сигма гиперон имеет тот же кварковый состав, что и нейтральный лямда – гиперон , т.е. но тяжелее, в связи с этим он очень быстро распадается в лямда нейтральный с вылетом фотона (время жизни составляет лишь 6?10(?20) с, поскольку распад происходит за счёт электромагнитного взаимодействия). Положительны сигма барион(uus) и отртцательнй(dds) распадаются за примерно 10(-10) с на пион и нуклон, они не являются не являются частицей и античастицей — это самостоятельные частицы, каждая из них (как, кстати, и нейтральный) имеет свою античастицу, массы сигма гипероновсоставляют около 1200 МэВ… Короче, по одной, очень популярной на сегодня гипотезой (о том, как образуются кварковые Зв)., рассматривается превращение нейтронной материи в кварковую (Гипотеза образования кварковых звезд): Согласно этой модели при плотностях, достигающихся в центрах нейтронных звезд, нейтроны оказываются расположенными вплотную друг к другу (на расстоянии их классических радиусов). Каждый нейтрон (а также протон) состоит из трех кварков. При не столь высоких плотностях кварки удерживаются внутри нейтрона, но в центре нейтронной звезды они теперь получают возможность переходить в соседний нейтрон, то есть свободно перемещаться по всей области высокой плотности. Группировка кварков по три в нуклоны исчезает и вещество можно рассматривать как кварковый газ или жидкость. Как показывают исследования теоретиков, кроме обычных u и d кварков в таком газе в большом количестве будут присутствовать s-кварки. В протонах и нейтронах s-кварков нет, зато они входят в состав более тяжелых частиц -^ , кси и сигма большая гиперионы. Из-за этого кварковые звезды часто называют странными...Кварки обладают дробным барионным и электрическим зарядами и массой, значительно превышающей барионную. Кварки могут являться реальными частицами, по ряду причин трудно наблюдаемыми( без деталей). Заманчиво искать кваркив условиях астрономических сверхплотных конфигураций. ( эта модель, по-моему , предлогалась Амбарцумяно и Иваненко,Курдгелаидзе ) Внутри нейтронных звёзд при больших давлениях энергетически выгодным становится рождение странных барионов. Как известно, при сжатии звезды после образования вырожденного электронного газа происходит ,,вдавливание" электронов в протоны, развал ядер и переход к нейтронной звезде; при дальнейшем сжатии более выгодным оказывается переход к вырожденном) гиперонному ферми-газу Естественно предполагать, что выгодным окажется переход к еще белее тяжелым барионным резононам, и наконец, гипотетическим суб-частицам: кваркам и т. д. Переход к кваркам соответствует сильному внутреннему возбуждению барионов, приводящему в конце концов к их развалу на фундаментальные суб-частицы. Проанализируем условия перехода барионной звезды, как предшествовавшей конфигурации, в кварковую, пренебрегая температурой. Распад:В--.>Q1+Q2+Q3( Ур.1) возможен при наличии у бариона кинетической энергии Uk> delta mc(2)( delta m- дефект массы), delta mc(2)=(а-1) mc(2)(Ур.2), массы барионов и кварков m , соответсвенно будут mj=ajm (j=1.2.3), Сумма ajm= am, a= a1+ a2+a3>>1(Ур,3) Для барионного вырожденного газа условие возможности имеет вид: Umax=(aq/m)nq(0)> (а-1) mc(2); no>{(a-1)m(2)c(2) aq(-1)}(1/q) q=1/3для; ультрарелятивистского газа,2/3для нерелятивистского; а 2/3=(1/8)(3/п)(2/3)h(2); a1/3=(1/2)(3/п)(1/3)hcm(Ур.4). Ур1- протекает лишь при высоких плотностях для простоты ограничимся ультра-релятивистским случаем.Хоть данная система будет состоять из всех сортов барионов и их резоионов с соответствующими концентрациями, в данном случае схема будет аппроксимирована одним барионным газом с некот. средней массой m=kmo, k-множитель порядка 1<k<10.Тогда: no>{k(a-1)}(3)10(40) см(3),а1/3=к*1,7*10(-40)(Ур,5) При этом равновесная плотность кварков определится из равенства Фермиевских граничных энергий барионов и трех кварков. Рассматривая барионы как ультрарелятивистские, а кварки как нерелятивистские, условие равновесия запишем в виде :а1/3nB(1/3)=(9/a)(a2/3 nQ(2/3))+ am(2)c(2) ( Ур.6) При этом равновесная плотность кварков определится из равенства Фермиевских граничных энергий барионов и трех кварков. Рассматривая барионы как ультрарелятивистские, а кварки как нерелятивистские, условие равновесия запишем в виде : nB/n0~9/a(<)=1( Ур.7) Столь высокая плотность, определенная неравенством (4), необходимая для реакции (1), может быть, по-видимому, достигнута, например, в недрах некоторых барионных звезд. Однако, по современным представлениям, звезда столь высокой центральной плотности будет находиться в квазистационарном состоянии [3]. Барионная звезда с исходной массой М= No m при переходе N1- барионов в кварки перерабатывает в массы кварков кинетическую энергию E= N1(a-1) mc(2) и при этом уменьшение давления будет дельта Р~nQ delta mc(2) , где nQ - плотность кварков одного сорта. Так как при переходе барионов находящихся в единице объема, в кварки, гравитационная энергия системы не меняется, то подобный переход приводит к дальнейшему сжатию звезды. Для того, чтобы создались описанные условия, необходимо очень высокое давление, к-рое в недрах нейтронной звезды создается ее собственной гравитацией. За исключением внешних слоев нейтронной звезды (коры) ее вещество состоит в основном из нейтронов и очень небольшого количества протонов и электронов. Давление в центре нейтронной звезды столь высоко, что плотность вещества там может в несколько раз (до 10-15) превышать плотность атомных ядер. (Атомные ядра тоже состоят из нейтронов и протонов, только они удерживаются рядом друг с другом ядерными силами, а не гравитацией, как в нейтронной звезде). Как ведет себя вещество при таких высоких плотностях, нам известно не очень хорошо… Допустим теперь, что существует звездная конфигурация с массой Мо=(NQa+NB)m, здесьNQполное число кварков одного сорта,а NB - полное число барионов (пренебрегая гравитационным дефектом массы). Ввиду возможности локальных флуктуации плотности такая конфигурация не будет устойчивой. Благодаря флуктуации плотности в относительно небольшом объеме дельта V , плотность барионов может стать меньше, чем определенная неравенством (4). Тогда процесс становится односторонним и начинается переход кварков в барионы с выделением огромной кинетической энергии. Это создаст перепад в давлении и приведет к дальнейшему расширению области флуктуации плотности, так что локальные флуктуации плотности со временем могут расшириться неограниченно. Выделяемая при этом полная кинетическая энергия эпсилон=(а-1)NQmc(2)=6(а-1)[1-(NB/NB+NQ)](GM(2))/Rg,Rg=2(GM/c(2))(Ур,8 ) здесь М=( NB+NQ) m-масса звезды с исходной массой М=( NB+аNQ) m после перехода всех кварков обратно в барионы, Rg- ,разумеется, гравитационный радиус При этом выделяемая кинетическая энергия эпсилон (>)=(GM(2))/Rgдостаточна для того, чтобы конфигурацию с массойМ, находящуюся в состоянии, близком к гравитационному радиусу, расширить в принципе до неограниченных размеров. Если при этом превращение кварковой звезды в барионную пройдет достаточно быстро, то расширение будет носить характер взрыва. Конечно, в кварковой звезде, полученной путем сжатия, флуктуации не могут привести обратно к барионной звезде, однако в кварковой конфигурации, образовавшейся вначале по каким-либо причинам, флуктуации, по-видимому, могут дать начало взрыву. Эдвард Виттен (р. 1951) – в своей работе обсуждал интересную гипотезу: вокруг нас летают маленькие комочки странного вещества, образовавшиеся в ранней Вселенной. Именно они и составляют темную материю. Такие комочки могут захватываться массивными зведами, и именно из-за них потом образуется не нейтронная, а кварковая звезда. Виттеном было отмечено, что SQM (СКМ- странная кварковая материя)может быть стабильной при нулевой тем-ре и нулевом внешнем давлении.Устранных Зв. не будет сбоев в периоде вращения , если СКМ стабильна, то пульсары, у к-рых есть сбои должну будут отждествляться с нейтронными Зв, метастабильными относительно конверсии в странные Зв. или в ВН...Если получить ограничения стабильной СКМ, можно разобраться со следстием существования кварковых Зв, к-рые состоят из СКМ ,а внешняя облочка к-рых должна состоять из обычной адронной материи.Время жизни метастабильных нейтронных Зв. очень велик, так как для образования зародыша СКМ критического размера надо когерентное рождение большого числа странных кварков.Центральная плотность метастабильных NS- должна быть ниже критической плотности фазового перехода в нестранную кварковую материю… Это условие записать так:В> мю(4)/ [4п(2)+2(4/3))(3)](1-(2ас/п))-Р( Ур.1).Ну, тут у нас мю иР-химический потенциал и давление нейтронов в центре Зв.,В-давление КДХ-вакуума, а ас( альфас) КХД-константа. Время жизни ядер Тяд относительно распада SQM в Мо/m Т яд~10(60) лет, а чувствительность земного детектора не превышает 10(30) лет, разумеется этого недостаточно для наблюдений данных распадов. Для массы странного кварка ms=150Мэ. Энергия связи стабильной СКМ, предпологаемо должно быть не больше 30-40МэВ.Энергия стабильной СКМ на единицу барионного числа определяется так: Е/А >m.Скорость роста СКМ в ядерной материи с тем-рой определяемой так: Т=10МэВ ню=10-6*10(3)см/с(4), большим значениям Е/А соответствует меньшее ню.Конверсия нейтронной Зв. с массой ,превышающей максимальную массу странных звёзд завершается коллапсом ядраСКМ.В результате коллапса обычной Зв. образуется стабильная нейтронная Зв, гравитационно устойчивая, содержащая примесь СКМ.Время конверсии метастабильной Н.з. можно оценить так:t~10kм/ню=0,05-30час, через это время и происходит повторный грав. коллапс.СКМ в нейтронной звезде может произойти , например, через промежуточный фазовый переход в НКМ.Нейтронные всплески, к-рые регистрируются с интервалом в несколько часов при вспышке SN, могут быть отждествлены с коллапсом обычной Зв. и коллапсом ядра СКМ метастабильной Н.з.Странные Зв. могут иметь произвольно малый радиус. Минимальный радиус нейтронных и кварковых Зв. около R,10км, а период вращения Р1~2п R /c=0.2мс.Есть радиопульсары с периодом около 1-10(4)мс, а вот обнаружение пульсара с периодомP<P1- может стать прямым доказательством странных зв.Так, что поиски пульсаров сультракоротким периодом являют собой огромный интерес. …Упростим себе немного задачу и объясним эту гипотезу так: в результате коллапса обычной зв., образуется устойчивая нейтронная Зв М>M~, содержащая примесь СКМ и в этом случае , через некот. время t~10km/v=0,05-30 часов должен будет произойти второй коллапс. СКМ , также может образоваться, например, через промежуточный фазовый переход в НКМ…Странные Зв. могут иметь произвольно малый радиус . Минимальный радиус нейтронных и кварковых звёзд может составлять R~10 км их период вращения Р1~2пR/c=0.2 мс. Есть радиопульсары , чьи периоды от1 до 10(4)мс, а обнаружение пульсаров с периодои Р<P1 с точки зрения некоторых авторов( хотя не всех) может служить , хоть и косвеннм, но вполне адекватным доказательством существования странных звёзд. Рассматриваем модель по простейшей модификацией Виттена.Адронную фазу материи описываем вырожденным идеальным ферми-газом u-,d-,s-кварков и электронов , область такой модели должна быть ограничена невысокими критическими плотностями фазового перехода, это эквивалентно условию слабой несвязанности СКМ . При мю d> мю d(D)=338 МэВ- адронная фаза будет метастабильной . При d> мю d(С)двум нуклонам энергетически выгодно сойти с ферми- поверхности , слившись в 6q- мешок. Увеличение плотности адронной материи приводит к образованию дибарионного бозе-конденсата.Дибарионы не дают вклад в давление , потому, что имеют нулевой импульс и поэтому при увеличении плотности давление в данном случае не растёт.Адронная материя начнёт терять упругость , устойчивых нейтронных звёзд с дибарионным бозе-конденсатом не существует .Если пренебречь взаимодействием дибарионов с нейтронами и друг другом,то массы дибарионов должны быть больше , чем m(6q) min=2мю ~2176МэВ,дибарион с такой массой может кондесироваться и при плотности 0,1Фм(-3), она меньше той, что существует в обычных ядрах.В результате конверсии метастабильной нейтронной Зв. в кварковую( или странную) будет меняться характеристический возраст пульсара.Обычно возраст пульсара всегда согласуется свозрастом туманности.

User danton, 22.01.2009 18:09 (#)

интересные данные. спасибо

User pointofnoreturn, 22.01.2009 22:01 (#)

http://swift.gsfc.nasa.gov/docs/swift/swiftsc.html http://theory.asu.ru/~raikin/Physics/PCR/RCRC/2006_Moscow/papers/GA_11 .PDF http://revolution.allbest.ru/air/00001568_0.html http://www1.jinr.ru/News/News_2_2002.pdf http://content.mail.ru/arch/20957/1025115.html http://galspace.spb.ru/indvop.file/22.html

User pointofnoreturn, 23.01.2009 19:39 (#)

http://iir0.mephi.ru/library/%D0%A0%D0%B5%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%8 2%D1%8B/2006%20%D0%B2%D0%B5%D1%81%D0%BD%D0%B0/%D0%A1%D0%B0%D0%BF%D1%80 %D1%8B%D0%BA%D0%B8%D0%BD%D0%B0/%D0%A0%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B3%D0%B5%D0 %BD%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F%20%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%80%D0% BE%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D0%B8%D1%8F%20-%20%D0%B8%D1%81%D0%BF%D1%80.doc http://www.grani.ru/Society/Science/m.118446.html http://hea.iki.rssi.ru/ru/index.php? http://xxx.itep.ru/abs/astro-ph/0204151page=rsdc

User satr, 25.05.2009 13:57 (#)

Карликовые галактики?

В подписи к рисунку из 0808.3772 закралась досадная ошибка -- конечно карликовые галактики не могут находиться от нас на расстояниях до 300 пк, -- в оригинале по оси ординат - массы галактик внутри 300 пк от ИХ центров. "По горизонтальной оси отложены светимости карликовых галактик, находящихся от нас на расстояниях до 300 парсек, а по вертикальной - их массы (включая массу темного вещества). Хотя их светимости различаются почти в сто тысяч раз, массы отличаются не больше, чем на порядок. Из статьи arXiv: 0808.3772"

Анонимные комментарии не принимаются.

Войти | Зарегистрироваться | Войти через:

Комментарии от анонимных пользователей не принимаются

Войти | Зарегистрироваться | Войти через: