Ejeksiyalanuvchi pulsarlar

Aim.uz

Ejeksiyalanuvchi pulsarlar
Qo’shaloq yulduzlarda hosil bo’lgan neytron yulduzi boshlang’ich vaqtlarda o’zini yosh yakka radiopulsardek tutadi. U effektiv ravishda kosmik zarralarni tezlashtiradi, bunda past chastotali elektromagnit nurlanishi va kosmik zarralar bosimi muhitni (qo’shni yulduzdan chiqayotgan) sistemadan uzoqga itaradi va yulduzdan qo’shimcha muhit oqimini hosil qilishi ham mumkin. Vaqt o’tishi bilan xuddi yakka pulsarlar kabi, bunday neytron yulduzini davri sekinlashadi. Buning natijasida yulduz tomonidan nurlanayotgan energiya intensiv kamayib boradi va qo’shni yukduz muhiti asosiy yulduz nurlanishi tomonidan endi effektiv itarishga duch kelmaydi. Sekinlik bilan qo’shni komponentadan kelayotgan gaz qo’shaloq sistemani to’ldiradi va bunday gazning ma’lum zichligidan boshlab pulsarni radionurlanishi yutiladi. Natijada neytron yulduzi radiopulsar sifatida yo’qoladi. Ma’lum qo’shaloq sistemalarda bunday hol neytron yulduzini aylanish davri 0,05-0,1s bo’lganda vujudga keladi. Neytron yulduzini radionurlanishi bo’lmagan holda u zarralarni tezlashtirishga davom etadi, tezlashtirish past chastotali radionurlanishlarning bosimi (M – neytron yulduz massasi, - qo’shni yulduz shamoli tezligini kvadrati) masofada yulduz shamoli tezligiga teng bo’lguncha davom etadi. Bunday R – masofalarda effektiv ravishda neytron yulduzini gravitatsion tortilish kuchi ta’sir etadi. Baholashlarni ko’rsatishicha bunda pulsar aylanish davrini yana bir tartibda (0,3-1 s gacha) kamaytirish kerak. Bundan keyin yulduz shamolining bir qismi neytron yulduzi yorug’likli silindriga kiradi va shunday qilib pulsar aktivligini bosadi. Pulsarning ejeksiyalanish fazasi yulduz shamoli parametrlariga, magnit maydoni kattaligiga bog’liq bo’lib, 10⁴-10⁸ yildan keyin tugaydi.

“Propeller” pulsar. Muhit nurlanish silindriga kirgan vaqtning boshida, u neytron yulduzi sirtigacha yeta olmaydi. Chunki muhitga neytron yulduzdan masofaga qarab qonuniyat bilan o’zgaruvchi magnit maydoni ta’sir qiladi. Neytron yulduzidan ma’lum masofada magnit maydoni energiya zichligi va tushuvchi muhit kinetik energiyasi miqdor jihatdan teng bo’lguncha kirib, keyin muhit tormozlanadi. Maydon yulduz bilan birgalikda aylanadi va (aylanish o’qi va magnit maydon o’qi parallel holida) tushuvchi gazga xuddi propeller singari ta’sir etadi. Markazdan qochma enertsiya kuchi qattiq jismdek aylanishda tormozlanish masofasida avval gravitatsiya kuchidan ancha katta bo’ladi va muhit teskari yo’nalishda tashlanadi. Bunday holda yulduzning aylanish energiyasi va burchak momenti olinadi. Bunday tashqariga tashlanayotgan muhit yulduzga tushayotgan muhit bilan to’qnashib, yulduz yaqinida murakkab vixrli harakat vujudga keladi. Bir xil sektorlar bo’yicha muhit yulduzga tushayotgan bo’lsa, ikkinchi sektor bo’yicha muhit chiqayotgan bo’ladi (bunday harakatlarning hali miqdor nazariyasi yaratilmagan). Neytron yulduzi propeller fazasida aylanishdan sekinlashishga davom etadi. Tushuvchi muhim to’xtash masofasida markazdan qochma kuchlarning ta’siri kamayadi va shunday bir davr keladiki, bu kuch gravitatsiya tortilish kuchidan kamayadi, shundan boshlab muhit magnit maydon kuch chiziqlari bo’ylab neytron yulduz sirtiga tushadi. Neytron yulduzining oxirgi yakuniy fazasi boshlanadi.

Akkretsiyalanuvchi rentgen pulsari. Neytron yulduzi xarakterli parametrlarida (neytron yulduzi orbitasida yulduz shamoli zichligi 10⁸-10¹⁰ zarra, bir sm³ hajmda, tezligi bir necha 100 km bir sekundda, yulduz magnit maydoni 10¹² Gs) aylanish davri 1-10 s gacha kamayganda rentgen pulsari singari yonadi. Yulduz sirtiga muhitni tushishi zarbali to’lqinlarni hosil bo’lishiga olib keladi va yulduz qutbiy sohalaridagi issiq “dog’larda” gravitatsion energiyani ajralishiga olib keladi. Bu energiyaning deyarli barchasi rentgen diapozonida nurlanadi. Kuchli magnit maydonida plazmaning issiqlik nurlanishi tez yo’nalishli xarakterga ega bo’lib, yulduz aylanish o’qi va magnit maydon o’qi ustma-ust tushmagan holda neytron yulduzi xuddi radiopulsar singari o’zini kosmik mayak singari tutadi. Nurlanish hosil bo’lishini mexanizmlariga bog’liq ravishda rentgen nurlanishi oqimi yulduzdan tor dasta sifatida magnit kuch chiziqlari bo’ylab (qalamsimon yo’nalishli diagramma) yoki keng veer ko’rinishida magnit kuch chiziqlariga perpendikulyar (pichoqli yoki veerli diagramma) yo’nalishda chiqib ketadi. Har ikkala holat 2 – rasmda ko’rsatilgandir.

Akkretsiyalanuvchi neytron yulduzi xarakterli parametrlarida (xarakterli parametrlar qiymati yuqorida keltirilgan) uning yorqinligi 10³⁶-10³⁸ erg/s ga yetadi. Akkretsiya boshlanishi bilan neytron yulduzining aylanish davrini ortishdan to’xtaydi. Davr o’zgarmas saqlanadi yoki akkretsiyalanuvchi muhit o’zi bilan burchak momenti olib kelsa, aksincha kamaya boshlaydi. Lekin aylanish davrining kamayishi shunga olib keladik, magnit kuch chiziqlari bo’ylab muhit tusha boshlagan oblastda markazdan qochma kuch roli yana oshadi va akkretsiya yana to’xtashi mumkin (neytron yulduzi yana propeller fazasiga qaytadi, shundan keyin uning davri osha boshlaydi, yana akkretsiya boshlanadi va hokazolar). Qayd qilish muhimki, yulduz akkretsiyalanuvchi yulduz sifatida o’zining aylanishini tezlashtiradi. Qo’shaloq sistemalardagi Sentavr X-3 va Gerkules X-1 deb ataluvchi pulsarlarda davrini bir yilda birinchisi uchun 1000 μs tezlik bilan kamayishi kuzatilsa, ikkinchisi uchun 5 μs tezlik bilan kamayishi kuzatiladi. Agar bu pulsarlar aylanuvchi neytron yulduzlari bo’lsa, u holda yuqorida qayd etilganlariga ko’ra, tezlikda ularda akkretsiya to’xtalib, bundan keyin ularning aylanish davri osha boshlashi kerak va ular ko’rinmas fazasi propellerga aylanadi. Bunday fazalarning almashinishi ko’p marotaba takrorlanishi mumkin. Ko’rib chiqilgan modelga ko’ra akkretsiyalanuvchi pulsarlarni xarakterli vaqti ularni yoshiga bog’liq bo’lmasdan, inertsion xususiyatlari bilan aniqlanishi kerak. Shunday qilib neytron yulduzlarining yoshi ularning kamayish davri vaqtidan ancha kattadir.

Расм – 2. Neytronli yulduzga turli diagrammali nurlanish bilan o’tuvchi gazning akkretsiya modeli. a) qalamli diagramma; b) pichoqli diagramma. 1-neytron yulduzi, 2-magnit maydoni chiquvchi nurlanish, 4-tushuvchi gaz.

b)

Agar yulduz shamoli parametrlari boshqacha bo’lsa, neytron yulduzlarining davri qanday qiymatlargacha kamayadi? Tushunarli yulduz shamolining zichligi qancha kichik bo’lsa, neytron yulduzi sirtidan shuncha uzoqlikda magnit maydoni tushayotgan muhit oqimini to’xtatadi. Bu holda akkretsiya boshlanishi uchun yulduz aylanishi katta davrlargacha sekinlashishi kerak. Hisoblashlarni ko’rsatishicha neytron yulduzi orbitasida yulduz shamoli 100-1000 zarra 1 sm³ hajmdagi zichligida, yulduz aylanish davrini yuzlab sekundgacha kamayishida akkretsiya boshlanadi. Lekin bunday zichliklarda akkretsiya tezligi kam bo’lib, natijada akkretsiyalanuvchi neytron yulduzi yorqinligi kichik bo’ladi.

Agar neytron yulduzi zichligi kichik bo’lgan yulduz shamolida joylashgan bo’lsa-yu, vaqt-vaqti bilan shamol zichligi oshib tursa (masalan qo’shni yulduz davriy ta’siri ostida), u holda neytron yulduzi xuddi vaqt-vaqti bilan chaqnash beruvchi rentgen manbasidek kuzatiladi. Endi konkret neytron yulduzli qo’shaloq sistemalarni ko’rib chiqamiz.