|
Отслеживание уникальных бинарных систем
|
|
|
|
Отслеживание источников фотонов - хобби многих астрофизиков. Некоторые типы фотонов настолько тесно связаны с конкретными явлениями, что отслеживание их источников помогло бы ответить на некоторые более серьезные вопросы в самой астрофизике.
|
|
|
|
Фотоны на линии 511 кэВ являются одним из таких типов фотонов, и они были чрезмерно представлены вблизи ядра галактики, и ни один известный источник не был достаточно мощным, чтобы их создать. В новой статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv Захари Метцлером и Зораваром Вадиасингом из Университета Мэриленда и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, предлагается один потенциальный источник — двоичные файлы миллисекундных пульсаров (MSP).
|
|
|
|
Так почему же фотоны с энергией 511 кэВ так интересны? Во-первых, лучше всего понять, откуда взялось это название. 511 кэВ - это энергия, содержащаяся в этих фотонах, которая также может быть преобразована в длину волны 2,427 пикометра, что позволяет отнести ее непосредственно к гамма-излучению электромагнитного спектра. Они уникальны, потому что созданы как часть "линии уничтожения".
|
|
|
|
Хотя это может звучать как некое апокалиптическое оружие из "Звездных войн", "аннигиляция" в данном случае означает уничтожение позитрона и электрона. Когда эти две противоположно заряженные элементарные частицы сталкиваются, они преобразуются в энергию, излучаемую в виде фотона с энергией 511 кэВ. Итак, предположим, что ученым удастся найти источник фотонов с энергией 511 кэВ, которые в избытке присутствуют в ядре галактики. В этом случае они также должны найти многочисленные источники электрон-позитронной аннигиляции.
|
|
|
|
|
|
|
Было предложено множество потенциальных источников фотонов с энергией 511 кэВ, начиная от рентгеновских лучей двойной струи и заканчивая аннигиляцией темной материи. Однако доктора Метцлер и Вадиасингх считают, что определенный тип двойного пульсара может внести существенный вклад. Двойная система MSP - это двойная звездная система с пульсаром, который совершает оборот каждые несколько миллисекунд. Экстремальные силы притяжения этих звезд делают их интересными сами по себе, но их объединение со звездой-компаньоном, которая не обязательно должна быть пульсаром, может создать еще более интересные взаимодействия.
|
|
|
|
В статье авторы смоделировали несколько типов MSP-двойных систем. Они обнаружили некоторые уникальные свойства, которые, по их мнению, стоит искать в новейших обсерваториях гамма-излучения и детекторах гравитационных волн (поскольку объединение обоих методов было бы лучшим способом охарактеризовать MSP-двойные системы). Три различных потенциальных открытия заслуживают более подробного обсуждения.
|
|
|
|
Во-первых, авторы полагают, что подробности о любых сопутствующих экзопланетах могут быть обнаружены путем анализа выходных данных двоичного файла MSP. Сигнал с энергией 511 кэВ может колебаться в зависимости от динамики орбиты системы, создавая красно-синие сдвиги по мере того, как звезды движутся друг вокруг друга и, возможно, вокруг возможной экзопланеты.
|
|
|
|
Кроме того, астрономы могут узнать о составе звезды-компаньона в системе, проанализировав изменения в "эффективности производства" фотонов с энергией 511 кэВ, которые зависят от типа материала, присутствующего в звезде-компаньоне. Информация о динамике орбиты и составе вещества может выявить потенциальные экзопланеты, находящиеся в этой системе.
|
|
|
|
Вторым потенциальным направлением исследований является поиск "ультракомпактных систем", в которых MSP и его звездный спутник находятся в непосредственной близости друг от друга. Обычно они пропускаются при обзоре пульсаров, поскольку алгоритмы, используемые для поиска астрономических данных, не могут проанализировать взаимодействия между двумя звездами, чтобы отличить их друг от друга, что, по сути, делает этот вопрос частичным "белым пятном" в астрономической литературе.
|
|
|
|
Источник
|
