От теории к практике : о проявлениях сильной...
DESCRIPTION
От теории к практике : о проявлениях сильной гравитации в наблюдениях (2). звезда - К омпаньон (5000 K). Релятивистская звезда. 100 млн. K!. Движение вещества ( нагрев ). Пример 2. Вращение черных дыр по температуре аккр . диска ?. Радиус Шварцшильда. метрика Шварцшильда - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
От теории к практике:о проявлениях сильной гравитации
в наблюдениях(2)
Движение вещества(нагрев)
Релятивистскаязвезда
звезда-Компаньон(5000 K)
100 млн. K!
Пример 2.Вращение черных дыр по температуре аккр. диска?
Радиус Шварцшильда
• метрика Шварцшильда
радиус Шварцшильда (= 2.95 км на 1М)
2
2
c
GMRs
Аккреция
• черные дыры можно обнаружить лишь по их влиянию на окружающие тела
• аккреция – падение вещества на компактный объект под действием его гравитационного притяжения
• откуда берется вещество?– межзвездное– с соседней звезды в двойной системе
• темп акреции и светимость
Почему компактные объекты?
L ~GMc
Ý M
Rc
~2Rc
Rs
1
Ý M c 2 Ý M c 2
Rs 2GM
c 2 - Schwarzschild radius (= 3 km for 1Msun)
2Rc
Rs
1
- accretion efficiency
Ý M ~ 10-8 M sun /yr
L x ~ 1038 erg/s
~ 0.1, Rc ~ 5Rs (~ 15 km for 1 Msun)
светимость при аккреции
Почему рентг. диапазон?
ЧД для 0.70.3~
НЗ для кэВ 21~
кM
M 2-1~K
M
M101.6~T
Больцмана) Стефана (ззако ST~L
область излучающая - R4=S
km M
M 15~R5~R
1/2
Sun
1/2
Sun
7
4x
2
Suns
эВ
Излучение абсолютно черного тела
Закон Релея-Джинса
Закон Стефана-Больцмана
Схема ЧДс аккреционным диском
НевращающаясяЧД
ВращающаясяЧД
Радиус внутреннего края диска -> параметр вращения ЧД?
Радиус последней устойчивой орбиты как функция вращения ЧД
XTE J1550-564Cyg X-1
Внутреннийрадиус диска?
~kT
~Rin
Сложность 1: Распределениеяркости по диску
Простейший случай
T~ R-3/4
Простейший случай
Закон Релея-Джинса
Сложность 2: Атмосфера диска(непрозрачности и
комптонизация)
Влияние непрозрачностей
Непрозрачностина разных длинах волн
Комптонизация• Одно рассеяние:
• если гладкий спектр
• Степенной закон между ~kTseed and ~3kTe
• Тепловой завал на @3kTe
/ 1
~Ee
mec2 ~
4kTe
mec2
АтмосфераДля того,чтобы излучениевыходило необходим градиентплотности энергии – градиент температуры
Искажения спектраkTc~1.7kT
Сложность 3: Фотопоглощение
Карта галактики 21 см (нейтральный водород)
ИКИ, 26/10/2009
Комптоновское рассеяниеe-+he-+h’
• сечение• Томсоновсий предел при h <<mec2 : T=6.67·10-25 cm2
• Индивидуальное рассеяние : h = f(angles,E,h)
• В среднем
~ + 4kTe
m e c2 h
m e c2
Эффектотдачи
Допплер &аберрация
М.Р.Гильфанов
Сложность (небольшая):искажения лучей
Сложность 4.Характеристики
инструментов
Проблемаpile-up
E E
dt(pile-up)
2E
Pile up в случае спектрометра
PCA (dt~10-5 сек)
Для ПЗС dt~0.1-1 сек!
Поправки pile-up XMM2011
Точность эффективнойплощади детекторов
Поглощениев льде на
детекторе SSScпутника EINSTEIN
XTE J1550-564
Результаты дляXTE J1550-564
По “температуре” диска
По широкой линии
Пример 3.Измерение релятивистских
эффектов (радиусов нейтронных звезд?)по временным рядам