Особенности радиационных процессов в многокомпонентной релятивистской плазме и формирование космических источников гамма-излучения
Диссертация
Вследствие специфики радиационных механизмов, приводящих к генерации гамма-квантов, жесткое излучение несет важную дополнительную информацию о различных типах источников. Особый интерес представляют объекты, у которых значительная или даже основная часть энерговыделения приходится на гамма-излучение. Такое свойство источников сопряжено с существованием в них физических условий, которые можно… Читать ещё >
Содержание
- 1. Автомодельное решение уравнения переноса с учетом распада фотона в сильном магнитном поле и спектральные особенности гаммаизлучения нейтронных звезд
- 1. 1. Введение
- 1. 2. Однократное расщепление в намагниченном вакууме
- 1. 3. Автомодельное решение. Эволюция степенного спектра
- 1. 4. Влияние непрозрачной магнитосферы
- 1. 5. Выводы
- 2. Захват первичных черных дыр в гало вокруг формирующегося массивного объекта и перспективы регистрации их гамма-излучения от старых шаровых скоплений
- 2. 1. Введение
- 2. 2. Общие свойства гравитационного захвата
- 2. 3. Структура и полная масса гало из первичных черных дыр
- 2. 4. Яркость гало и оценки возможностей его обнаружения
- 2. 5. Выводы
- 3. Вынужденный коллапс нейтронной звезды под действием первичной черной дыры и проблема переноса образующегося нейтринного излучения в холодном нуклонном веществе
- 3. 1. Введение
- 3. 2. Вынужденный коллапс нейтронной звезды и образование кварк-глюонного ядра
- 3. 3. Нетепловая компонента эффективного сечения рассеяния нейтрино
- 3. 4. Перенос энергии нейтринного излучения к поверхности нейтронной звезды
- 3. 5. Выводы
- 4. Динамика нейтронной компоненты в ультрарелятивистском ветре от компактных звезд: однопотоковый и двухпотоковый режимы
- 4. 1. Введение
- 4. 2. Гидродинамика однопотокового релятивистского ветра
- 4. 3. Расцепление протонной и нейтронной компонент по скоростям
- 4. 4. Выводы
- 5. Аналитическая теория электромагнитного каскада, инициированного распадом пионов, в релятивистском плазменном ветре
- 5. 1. Введение
- 5. 2. Одношаговый каскад на уровне фотосферы
- 5. 3. Эволюция инжектированных электронов и рассеянных фотонов
- 5. 4. Состав и температура фотосферной плазмы
- 5. 5. Наблюдательные следствия отцепления нейтронного потока
- 5. 6. Выводы
- 6. Синхротронное излучение и обратное комптоновское рассеяние в релятивистских ударных волнах и особенности спектров космологических гамма-всплесков
- 6. 1. Введение
- 6. 2. Радиационные механизмы в релятивистской ударной волне
- 6. 3. Ограничения на параметры плазмы и величину магнитного поля в ударной волне, налагаемые синхротронным механизмом
- 6. 4. Поглощение и переработка ультражесткого излучения в среде, окружающей источник
- 6. 5. Выводы
Список литературы
- Mirabel 1.F., Rodriguez L.F., Cordier В. et al. A double-sided radio jet from the compact Galactic Center annihilator 1E1740.7−2942 // Nature. — 1992. — V.358. — P.215−218.
- Tingay S.J., Jauncey D.L., Preston R.A. et al. A relativistically expanding radio source associated with GRO J1655−40 // Nature. 1995. — V.374. — P.141−143.
- Adler S.L. Photon splitting and photon dispersion in a strong magnetic field // Ann. Phys. 1971. — V.67. — P.599−647.
- Stoneham R.J. Photon splitting in the magnetised vacuum //J. Phys. A. 1979. -V.12, N.ll. — P.2187−2203.
- Фабрикант A.JI. О параметрическом распаде электромагнитных волн в намагниченном вакууме // Письма в ЖЭТФ. 1982. — V.36, N.3. — С.56−58.
- Железняков В.В., Фабрикант А. Л. Ударные электромагнитные волны в намагниченном вакууме // ЖЭТФ. 1982. — V.82. — С.1366−1374.
- Baring M.G., Harding А.К. Magnetic photon splitting: computations of proper-time rates and spectra // Ap. J. 1997. — V.482. — P.372−376.
- Baring M.G. Photon splitting limits to the hardness of emission in strongly magnetized soft gamma repeaters // Ap. J. 1995. — V.440. — L69-L72.
- Hurley К., Cline Т., Mazets E. et al. A giant periodic flare from the soft gamma-ray repeater SGR 1900+14 // Nature. 1999. — V.397. — P.41−43.
- Matz S.M., Ulmer M.P., Grabelsky D.A. et al. The pulsed hard X-ray spectrum of PSR B1509−58 // Ap. J. 1994. — V.434. — P.288−291.
- Dieters S.W.B., Greenhill J.G., Sharma D.P. et al. Energy spectrum and pulse profiles of the binary pulsar GX 1 + 4 // Adv. Space Res. 1991. — V. ll, N.8. — P.35−39.
- Kouveliotou C., Dieters S., Strohmayer T. et al. An X-ray pulsar with a superstrong magnetic field in the soft 7-ray repeater SGR1806−20 // Nature. 1998. — V.393. -P.235−237.
- Зельдович Я.Б., Новиков И. Д. Гипотеза задержавшихся в расширении ядер и горячая космологическая модель// Астрон. Журнал. 1966. — Т.43, N.4. — С.758−760
- Hawking S. Gravitationally collapsed objects of very low mass // Mon. Not. RAS. -1971. V.152. — P.75−78.
- Halzen F., Zas E., MacGibbon J.H., Weekes T.C. Gamma-rays and energetic particles from primordial black holes // Nature. 1991. — V.353. — P.807−815.
- MacGibbon J.H., Carr B.J. Cosmic rays from primordial black holes // Ap. J. 1991.- V.371. P.447−469.
- Hawking S.W. Black hole explosions? // Nature. 1974. — V.248. — P.30.
- Page D.N., Hawking S.W. Gamma rays from primordial black holes // Ap. J. 1976.- V.206. P. l-7.
- Wright E.L. On the density of primordial black holes in the Galactic halo // Ap. J. -1996. V.459. — P.487−490.
- Semikoz D.V. On the detection of individual primordial black hole explosions // Ap. J. 1994. — V.436. — P.254−256.
- Belyanin A.A., Kocharovsky V.Y., Kocharovsky VI.V. Gamma-ray bursts from the final stage of primordial black hole evaporation // Mon. Not. RAS. 1996. — V.283. -P.626−634.
- Heckler A.F. Formation of a Hawking-radiation photosphere around microscopic black holes // Phys. Rev. D. 1997. — V.55. — P.480−488.
- Cline D.B., Hong W. Possibility of unique detection of primordial black hole gamma-ray bursts // Ap. J. 1992. — V.401. — L57-L60.
- Cline D.B., Sanders D.A., Hong W. Further evidence for some gamma-ray bursts consistent with primordial black hole evaporation // Ap. J. 1997. — V.486. — P.169−178.
- Derishev E.V., Belyanin A.A. Prospects for detection of primordial black holes captured in cold dark matter haloes around massive objects // Astron. Astrophys. 1999. — V.343. — P. l-9.
- Metzger M.R., Djorgovski S.G., Kulkarni S.R. et al. Spectral constraints on the red-shift of the optical counterpart to the 7-ray burst of 8 May 1997 // Nature. 1997. -V.387. — P.878−880.
- Halpern J.P., Thorstensen J.R., Helfand D.J., Costa E. Optical afterglow of the 7-ray burst of 14 December 1997 // Nature. 1998. — V.393. — P.41−43.
- Kulkarni S.R., Djorgovski S.G., Odewahn S.C. et al. The afterglow, redshift and extreme energetics of the 7-ray burst of 23 January 1999 // Nature. 1999. — V.398. -P.389−394.
- Frail D.A., Kulkarni S.R., Nicastro L. et al. The radio afterglow from the 7-ray burst of 8 May 1997 // Nature. 1997. — V.389. — P.261−263.
- Paczynski В. Super-Eddington winds from neutron stars // Ap. J. 1990. — Y.363. -P.218−226.
- Meszaros P., Laguna P., Rees M.J. Gasdynamics of relativistically expanding gamma-ray burst sources Kinematics, energetics, magnetic fields, and efficiency // Ap. J. -1993. — V.415. — P.181−190.
- Baring M.G., Harding A.K. Photon-photon opacity constraints for relativistically expanding gamma-ray burst sources // Adv. Space Res. 1995. — V.15, N.5. — P.153−156.
- Meszaros P., Rees M.J. Delayed GeV emission from cosmological gamma-ray bursts- impact of a relativistic wind on external matter // Mon. Not. RAS. 1994. — V.269. -L41-L43.
- Woosley S.E. Gamma-ray bursts from stellar mass accretion disks around black holes // Ap. J. 1993. — V.405. — P.273−277.
- Paczynski B. Are gamma-ray bursts in star-forming regions? // Ap. J. 1998. — V.494.- L45-L48.
- Деришев E.B., Кочаровский В. В., Кочаровский Вл.В. Вынужденный коллапс нейтронной звезды под действием первичной черной дыры как источник космологических гамма-всплесков // Изв. ВУЗов, Радиофизика. 1998. — Т.41. — С.13−27.
- Duncan R.C., Shapiro S.L., Wasserman I. Neutrino-driven winds from young, hot neutron stars // Ap. J. 1986. — V.309. — P.141−160.
- Levinson A., Eichler D. Baryon Purity in Cosmological Gamma-Ray Bursts as a Manifestation of Event Horizons // Ap. J. 1993. — V.418. — P.386−390.
- Haensel P., Paczynski В., Amsterdamski P. Gamma-ray bursts from colliding strange stars // Ap. J. 1992. — V.375. — P.209−215.
- Rees M. J., Meszaros P. Relativistic fireballs: energy conversion and time-scales // Mon. Not. RAS. 1992. — V.258. — P41-P43.
- Rees M. J., Meszaros P. Unsteady outflow models for cosmological gamma-ray bursts // Ap. J. 1994. — V.430. — L93-L96.
- Имшенник B.C., Надежин Д. К. Сверхновая 1987А в Большом Магеллановом Облаке: наблюдения и теория // УФН. 1988. — Т.156, N.4. — С.561−651.
- Reddy S., Prakash М. Neutrino scattering in a newly born neutron star // Ap. J. -1997. V.478. — P.689−700.
- Имшенник B.C., Забродина E.A. Гидродинамические модели взрыва быстро вращающихся и коллапсирующих сверхновых с учетом процессов диссоциации-рекомбинации железа // письма в Астрон. Журнал. 1999. — Т.25, N.2. — С.123−142.
- Компанеец А.С. Об установлении теплового равновесия между квантами и электронами // ЖЭТФ. 1956. — Т.31. — С.876−886.
- Sunyaev R.A., Titarch.uk L.G. Comptonization of X-rays in plasma clouds Typical radiation spectra // Astron. Astrophys. — 1980. — V.86. — P.121−138.
- Гинзбург В. JI., Сыроватский С. И. Происхождение космических лучей // М.: Изд-во АН СССР, 1963. 384 с.
- Очелков Ю.П., Прилуцкий О. Ф., Розенталь И. Л., Усов В. В. Релятивистская кинетика и гидродинамика // М.: Атомиздат, 1979. 200 с.
- Waxman Е., Bahcall J. High energy neutrinos from cosmological gamma-ray burst fireballs // Phys. Rev. Lett. 1997. — V.78. — P.2292−2295.
- Paczynski В., Xu G. Neutrino bursts from gamma-ray bursts // Ap. J. 1994. — V.427. — P.708−713.
- Деришев Е.В., Кочаровский В. В., Кочаровский Вл.В. Особенности спектра гамма-излучения нейтронных звезд, вызванные распадом фотона в сильном магнитном поле // Изв. ВУЗов, Радиофизика. 1997. — Т.40. — С.146−160.
- Derishev E.V., Kocharovsky V.V., Kocharovsky VI.V. Induced collapse of a neutron star as a model of gamma-ray bursts // Препринт ИПФ PAH, 1999
- Derishev E.V., Kocharovsky V.V., Kocharovsky VI.V. Neutron component in fireballs of gamma-ray bursts: dynamics and observable imprints // Ap. J. 1999. — V.521, N.2.
- Derishev E.V., Kocharovsky V.V., Kocharovsky VI.V. Lightcurves of cosmological gamma-ray bursts // Astron. Astrophys. 1999. — V.345. — L51-L54.
- Деришев E.B., Кочаровский В. В., Кочаровский Вл.В. Об истечении релятивистской плазмы с поверхности нейтронных звезд //В сборнике «Избранные труды молодых ученых ИПФ РАН» С.39−44, изд-во ИПФ РАН, 1998
- Деришев Е.В., Кочаровский В. В., Кочаровский Вл.В. Спектр и механизмы излучения источников космологических гамма-всплесков // Препринт ИПФ РАН, 1999
- Derishev E.V., Kocharovsky V.V., Kocharovsky VI.V. Cosmological gamma-ray bursts from induced collapse of a neutron star triggered by a primordial black hole
- Proceedings of the 3rd INTEGRAL Workshop, Taormina, Italy September 14−18, 1998
- Belyanin A.A., Derishev E.V. Prospects for detecting primordial black hole haloes around massive objects // Proceedings of the 19th Texas Symposium on Relativistic Astrophysics, Paris, France, December 14−18, 1998
- Derishev E.V., Kocharovsky V.V., Kocharovsky VI.V. Effects of neutrons in fireball dynamics // Proceedings of the 19th Texas Symposium on Relativistic Astrophysics, Paris, France, December 14−18, 1998
- Derishev E.V., Kocharovsky V.V., Kocharovsky VI.V. Cosmological gamma-ray bursts from induced collapse of a neutron star triggered by a primordial black hole // Abstracts of the conf. JENAM98, Prague, Czech Republic September 9−12, 1998, P.216
- Derishev E.V., Belyanin A.A. Prospects for detection of primordial black holes captured in cold dark matter haloes around massive objects // Abstracts of the conf. JENAM98, Prague, Czech Republic September 9−12, 1998, P.269
- Derishev E.V., Kocharovsky V.V., Kocharovsky VI.V. Neutrino transfer in a cold neutron star // Abstracts of the conf. Physics of Neutron Stars-99, St. Petersburg Russia, May 25−26, 1999, P.20
- Derishev E.V., Kocharovsky V.V., Kocharovsky VI.V. 100 Gev and sub-Gev features in the spectra of relativistic winds from compact stellar objects // Abstracts of the conf. Physics of Neutron Stars-99, St. Petersburg Russia, May 25−26, 1999, P.18
- Derishev E.V., Kocharovsky V.V., Kocharovsky Vl.V. Decoupling of neutron component and two-flow model of relativistic winds // Abstracts of the conf. Physics of Neutron Stars-99, St. Petersburg Russia, May 25−26, 1999, P.19
- Берестецкий В.Б., Лифшиц Е.М, Питаевский Л. П. Квантовая электродинамика // М.: Наука, 1989. 728 с.
- Baier V.N., Mil’shtein A.I., Shaisultanov R. Zh. Photon splitting in a very strong magnetic field // Phys. Rev. Lett. 1996. — V.77. — P.1691−1694.
- Гинзбург В.Л. Теоретическая физика и астрофизика // М.: Наука, 1987. 488 с.
- Baring M.G. Synchrotron emission, pair production and annihilation in strongly magnetized relativistic plasmas // Mon. Not. RAS. 1988. — V.235. — P.51−78.
- Harding A.K. The physics of gamma-ray bursts // Phys. Rep. 1991. — V.206. -P.327−391.
- Ulmer M.P., Matz S.M., Wilson R.B. et al. Gamma-ray and radio observations of PSR B1509−58 // Ap. J. 1993. — V.417. — P.738−741.
- Primack J.R. Dark Matter, Galaxies, and Large Scale Structure of the Universe // In: Particle Physics and Cosmology at the Interface, Pati J., Ghose P., Maharana J. (eds.), World Scientific. 1993. Singapore, P.301
- Tegmark M., Silk J., Rees M.J. et al. How small were the first cosmological objects? // Ap. J. 1997. — V.474. — P. l-12.
- Gnedin O.Y., Ostriker J.P. Destruction of the Galactic globular cluster system // Ap. J. 1997. — V.474. — P.223−255.
- MacGibbon J.H., Webber B.R. Quark- and gluon-jet emission from primordial black holes: The instantaneous spectra // Phys. Rev. D. 1990. — V.44. — P.3052−3079.
- Thompson D.J., Bertsch D.L., Dingus B.L. et al. The second EGRET catalog of high-energy gamma-ray sources // Ap. JS. 1995. — V.101. — P.259−286.
- Michelson P.F., Bertsch D.L., Brazier K. et al. EGRET upper limits to the high-energy gamma-ray emission from the millisecond pulsars in nearby globular clusters / / Ap. J. 1994. — V.435. — P.218−224.
- Carr B.G., Lacey C.G. Dark clusters in galactic halos? // Ap. J. 1987. — V.316. -P.23−25.
- Sanchez-Salcedo F.J. On the stringent constraint on massive dark clusters in the Galactic halo // Ap. J. 1997. — V.487. — L61-L64.
- Гуревич А.В., Зыбин К. П., Сирота В. А. Мелкомасштабная структура темной материи и микролинзирование // УФН. 1997. — Т.167. — С.913−943.
- Ozel М.Е., Thompson D.J. On the nature of unidentified 2EG sources at high latitudes // Ap. J. 1996. — V.463. — P.105−109.
- Ostriker J.P., Gnedin N.Y. Reheating of the universe and population III // Ap. J. -1996. V.472. — L63-L67.
- Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Теория поля // M.: Наука, 1988. 512 с.
- Шапиро С.Л., Тьюколски С. А. Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды // М.: Мир, 1985. 656 с.
- Burrows A., Lattimer J.M. The birth of neutron stars // Ap. J. 1986. — V.307. -P.178−196.
- Goodwin B.T., Pethick C.J. Transport properties of degenerate neutrinos in dense matter // Ap. J. 1982. — V.253. — P.816−838.
- Paczynski B. Gamma-ray bursters at cosmological distances // Ap. J. 1986. — V.308. — L43-L46.
- Goodman J. Are gamma-ray bursts optically thick? // Ap. J. 1986. — V.308. -L47-L50.
- Meszaros P., Rees M. J. High-entropy fireballs and jets in gamma-ray burst sources // Mon. Not. RAS. 1992. — V.257. — P29-P31.
- Flammang R.A. Stationary spherical accretion into black holes II. Theory of optically thick accretion // Mon. Not. RAS. — 1982. — V.199. — P.833−867.
- Guilbert P.W., Stepney S. Pair production, Comptonization and dynamics in astro-physical plasmas // Mon. Not. RAS. 1985. — V.212. — P.523−544.
- Зельдович Я.Б., Новиков И. Д. Теория тяготения и эволюция звезд // М.: Наука, 1971. 484 с.
- Weyer H.J. Pion absorption in light nuclei // Phys. Rep. 1990. — V.195, N.6. -P.295−369.
- Ленг К. Астрофизические формулы. 4.2 // М.: Мир, 1978. 384 с.
- Wijers R., Rees М. J., Meszaros P. Shocked by GRB970228: the afterglow of a cosmological fireball // Mon. Not. RAS. 1997. — V.288. — L51-L56.
- Waxman E. 7-ray burst afterglow: confirming the cosmological fireball model // Ap. J. 1997. — V.489. — L33-L36.
- Meszaros P., Rees M. J. Relativistic fireballs and their impact on external matter -Models for cosmological gamma-ray bursts // Ap. J. 1993. — V.405. — P.278−284.
- Tavani M. A shock emission model for gamma-ray bursts. II. Spectral properties // Ap. J. 1996. — V.466. — P.768−778.
- Shemi A. Gamma-ray bursts from interaction of relativistic flows with radiation fields // Mon. Not. RAS. 1994. — V.269. — P.1112−1116.
- Wei D.M., Cheng K.S. The spectral features of gamma-ray bursts at lower and higher energy components: a possible way to distinguish between cosmological and Galactic origins of gamma-ray bursts // Mon. Not. RAS. 1997. — V.290. — P.107−112.
- Katz J.I. Low-frequency spectra of gamma-ray bursts // Ap. J. 1994. — V.432. -L107-L109.
- Cohen E., Katz J.I., Piran T. et al. Possible evidence for relativistic shocks in gamma-ray bursts // Ap. J. 1997. — V.488. — P.330−337.
- Железняков В.В. Излучение в астрофизической плазме // М.: Янус-К, 1997. -528 с.
- MacMinn D., Primack J.R. Probing the era of galaxy formation via tev gamma ray absorption by the near infrared extragalactic background // Sp. Sci. Rev. 1996. — V.75, N. l-2. — P.413−422.
- Akerlof C., Balsano R., Barthelmy S. et al. Observation of contemporaneous optical radiation from a 7-ray burst // Nature. 1999. — V.398. — P.400−402.