Материалы портала «Научная Россия»

Объяснён механизм распространения излучения радиопульсаров

Объяснён механизм распространения излучения радиопульсаров
Научный сотрудник ФИАН и его ученик потратили два года на сложные вычисления, которые приблизили физиков к пониманию природы радиопульсар

Астрофизики из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) выяснили, как происходит формирование и распространение излучения в магнитосфере радиопульсаров. Эти сведения помогут сделать количественные предсказания относительно эволюции нейтронных звезд, а также свойств наблюдаемого радиоизлучения, рассказывает агентство научной информации «ФИАН-информ».

Механизм образования излучения пульсара в его магнитосфере был предложен около 20 лет назад группой ученых из ФИАН чуть больше 20 лет назад. Второе звено в процессе – как излучение распространяется – необходимо было прояснить. Дело в том, что наблюдаемые параметры излучения (средний профиль, поляризация, зависимости спектра от частот) зависят не только от механизма формирования, но и от процесса распространения излучения. Эти волны выходят из магнитосферы нейтронной звезды в межзвездную среду очень низкой плотности, и их параметры формируются при переходе.

«Это область распространения электромагнитных волн в плазме, но просчитать, как это происходит, до сих пор никто аккуратно не мог. Здесь дело исключительно в аккуратности учёта всех эффектов и, соответственно, в математической сложности расчетов», – комментирует ведущий научный сотрудник ФИАН, доктор физико-математических наук Василий Бескин.

Бескин и его студент из МФТИ Александр Филиппов потратили два года на последовательные расчёты процесса распространения радиоизлучения. В качестве модели использовалась дополненная (и многократно подтвержденная) «модель полого конуса». Она заключается в том, что диаграмма направленности радиоизлучения повторяет профиль плотности вторичной электронно-позитронной плазмы, истекающей вдоль открытых магнитных силовых линий. По внешнему виду этот профиль похож на полый конус.

«В процессе распространения излучения нужно учитывать много эффектов, которыми раньше пренебрегали. Один из моментов, который необходимо было внести в модель, заключается в учете двулучепреломления магнитоактивной плазмы, в результате чего волны различной поляризации могут по разному распространяться в магнитосфере нейтронной звезды. Кроме того, до сих пор не всегда последовательно учитывалось связанное с вращением пульсара электрическое поле, которое в области формирования поляризационных характеристик выходящего излучения становится порядка магнитного. Это обуславливает вид тензора диэлектрической проницаемости, гораздо более сложный, чем в обычной плазме. Также в нашей работе была выбрана реальная структура магнитного поля, а не поле невозмущенного диполя, как делалось ранее, так как дипольное приближение справедливо далеко не во всей рассматриваемой области», – рассказал Бескин.

Электронно-позитронная плазма, рождаемая жёсткими гамма-квантами вблизи поверхности нейтронной звезды, истекает из магнитосферы пульсара вдоль магнитных силовых линий. Именно поэтому для того, чтобы знать плотность частиц в каждой точке вдоль траектории распространения радиоизлучения, нужно просчитать, как искривилась та или иная магнитная силовая линия. Для этого требуются сложные вычисления.

Полученные результаты, как полагают учёные, помогут существенно продвинуться в понимании природы активности пульсаров и в определении параметров истекающей плазмы. В результате можно будет понять, как устроена и сама магнитосфера нейтронной звезды.

 

Источник: fian-inform.ru

звёзды пульсары фиан

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий