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