Нетеплове рентгенівське та гамма-випромінювання залишків Наднових зір - Автореферат

Отже, для вирішення актуальної зараз проблеми - встановлення ефективності прискорення адронів на фронтах ударних хвиль у ЗН до енергій порядку 1015-1016 ЕВ - необхідним є двовимірний (2-D) та тривимірний (3-D) гідродинамічний розрахунок моделей еволюції ЗН, зокрема моделей, що враховують перехідну від адіабатичної до радіаційної стадії еволюції ЗН. За допомогою розробленого методу були проведені моделювання рентгенівського та жорсткого гамма-випромінювання, що очікується від ЗН під час перехідної стадії та обговорена можливість пояснення потоків відомих гамма-залишків присутністю в них перехідної стадії. Дана робота виконувалась у науково-дослідній лабораторії "Астрономічна обсерваторія" кафедри астрономії та фізики космосу фізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка в рамках бюджетних тем "Підтримка міжнародної небесної системи відліку, вивчення її особливостей, звязку з носіями в оптичному діапазоні" 2000-2005 роки (номер держреєстрації 01БФ023-01) та "Спостереження та моделювання космічних джерел нетеплового випромінювання і комплексу малих тіл Сонячної системи,вдосконалення міжнародної небесної системи відліку" 2006-2010 роки (номер держреєстрації 06БФ051-14). · Вперше розроблено наближений аналітичний метод гідродинамічного опису перехідної фази еволюції ЗН, який дає можливість моделювання повної еволюції залишків, що раніше було можливо лише за допомогою чисельного моделювання або ігнорування існування перехідної стадії. Проведені моделювання показали, що при наявності значного градієнту густини МЗС залишок виходить на радіаційну стадію в напрямку зростання густини, в той час як у напрямку спадання густини, перехідна стадія не почнеться за час життя залишку, і вздовж фронту залишку будуть реалізовуватись різні еволюційні стадії.Структура МЗС, в якому розвивається залишок, має суттєвий вплив на еволюцію та спостережувальні прояви ЗН. Несферичний вибух Наднової та неоднорідність МЗС в значному околі Наднової приводять до несферичності форми залишку та суттєвої 3-D анізотропії розподілу параметрів гарячої плазми всередині залишку. Це приводить до одночасного існування в одному залишку зон (секторів, якщо дивитись із центра вибуху Наднової), які перебувають на різних еволюційних стадіях. Показано, що неоднорідність МЗС та несферичність вибуху Наднової приводять до різного темпу еволюції в різних секторах ЗН так, що з часом в одному залишку одночасно існують області, які перебувають на різних еволюційних стадіях: наймолодшій - адіабатичній, перехідній та зрілій - радіаційній. Запропонований в даному розділі дисертації аналітичний метод розрахунку 2-D та 3-D еволюції ЗН в неоднорідному середовищі та аналітичний опис еволюції ЗН у випадках ізотропного вибуху біля границі двох фаз та анізотропного вибуху в однорідному середовищі будуть корисними для моделювання та інтерпретації спостережуваних даних конкретних ЗН.Потік гамма-випромінювання від ЗН визначається енергією, що міститься у космічних променях залишку та концентрацією частинок середовища з якими відбуваються зіткнення космічних променів [21]. Енергія космічних променів, що зумовлюють гамма-світність ЗН, визначається з фізичних умов у формованій на перехідній стадії оболонці. Тому загальна енергія КП, що знаходиться у тонкій оболонці на кінець перехідної стадії, з врахуванням бетатронного доприскорення КП, буде рівною: WCR,sh(tsf) = WCR(1 - (1 - a)3)(nsh/4NH)1/3 де NH - концентрація частинок МЗС, nsh - концентрація частинок в оболонці. Використовуючи формулу для потоку гамма-випромінювання з [21] та адаптуючи її для нашого випадку, ми можемо оцінити потік гамма-випромінювання від тонкої оболонки залишку наприкінці перехідної стадії як: Fg,sh(>E) ? 9Ч10-11(E/ТЕВ)-1.1(WCR,sh(tsf)/1051ерг)(d/кпк)-2(nsh/см-3) см-2 сек-1 де d - відстань до залишку Наднової. У розділі наводяться оцінки очікуваних потоків гамма-випромінювання від ЗН на перехідній стадії та проведені порівняння цих потоків із чутливостями сучасної черенковської установки H.E.S.S. та майбутньої космічної місії GLAST (Gamma Ray Large Area Space Telescope).В даній роботі запропоновано підхід до розвязання проблеми, яка полягає у встановленні ефективності прискорення адронів на фронтах ударних хвиль у ЗН до енергій порядку 1015-1016 ЕВ. Вирішення цієї проблеми робить необхідним покращення розуміння еволюції залишків у міжзоряному середовищі в загальному випадку з довільним розподілом густини. Дана дисертаційна робота була спрямована на дослідження еволюції залишків Наднових у міжзоряному середовищі з врахуванням важливої перехідної стадії еволюції ЗН та виявлення астрофізичних проявів цієї стадії. Шляхом порівняння з чисельними розрахунками [19, 22, 25] показано, що запропонований метод має достатньо високу точність у відображенні динамічних та гідродинамічних характеристик залишку. Узагальнено наближений аналітичний опис перехідної від адіабатичної до радіаційної стадії еволюції залишків Наднових на випадок неоднорідного серед