Зоопарк нейтронных звезд

Зоопарк нейтронных звезд
В последние 10 лет стало ясно,
что нейтронные звезды могут
рождаться очень разными,
совсем непохожими на обычные
радиопульсары типа Краба.
Компактные рентгеновские
источники в остатках сверхновых
Аномальные рентгенов. пульсары
Источники мягких повторяющихся
гамма-всплесков
Великолепная семерка
Источники EGRET
Транзиентные радиоисточники..............

Компактные рентгеновские источники в остатках сверхновых
Cas A
RCW 103

Магнитары
dE/dt > dErot/dt
По определению: расходуется энергия магнитного поля НЗ
P-Pdot
Прямые измерения магн. поля (Ibrahim et al.)
Магнитные поля 1014–1015 Гс

Известные магнитары
SGRs (МПГ)
0526-66
1627-41
1806-20
1900+14
+кандидаты
AXPs (АРП)
CXO 010043.1-72
4U 0142+61
1E 1048.1=5937
1 RXS J170849-40
XTE J1810-197
1E 1841-045
AX J1844-0258
1E 2259+586
(СТВ 109)

Магнитары в галактике
4 МПГ, 8 АРП, плюс кандидаты, плюс радиопульсары с большими магнитн. полями …
Молодые объекты (около 104 лет).
Возможно около 10% всех НЗ.

МПГ: периоды и гигантские вспышки
0526-66
1627-41
1806-20
1900+14
+кандидаты
P, сек
Вспышки
8.0
6.4
7.5
5.2
5 Март 1979
27 Авг 1998
24 Дек 2004
18 Июнь 1998
(?)
См. обзор в
Woods, Thompson
astro-ph/0406133

Аномальные рентгеновские пульсары
Выделены в отдельную группу в 1995 г.
(Mereghetti, Stella 1995 Van Paradijs et al.1995)
Близкие периоды (5-10 секунд)
Постоянное замедление
Отсутствие оптических компаньонов
Относительно слабая светимость
Постоянная светимость

Известные АРП
Источник Период, сек

Показаны
профили
импульсов
нескольких
АРП и МПГ

МПГ и АРП –
близнецы-братья?
Вспышки от АРП
Спектральные свойства
Неактивные периоды у МПГ (0525-66 с 1983)
Gavriil et al. 2002

Теория магнитаров
Thompson, Duncan ApJ 408, 194 (1993)
Конвекция в молодой НЗ приводит к генерации сильного магнитного поля
Перестройка структуры магнитного поля
(Рисунки с веб-страницы Дункана)

Альтернативная теория
Остаточный диск
Mereghetti, Stella 1995
Van Paradijs et al.1995
Alpar 2001
Marsden et al. 2001
Проблемы …..
Как сгенерировать сильные всплески?

Измерения магнитного поля
Прямые измерения магнитного поля МПГ
Замедление вращения
Длинные периоды вращения
Ibrahim et al. 2002

Основные типы активности МПГ
Слабые всплески. L<1041 эрг/с
Промежуточные. L=1041–1043 эрг/с
Гигантские. L<1045 эрг/с
Гипервспышки. L>1046 эрг/с
Обзор в статье
Woods, Thompson
astro-ph/0406133
Распределение по мощности
подобно распределению
землетрясений по магнитуде

Гигантская вспышка источника МПГ
27 декабря 2004 гигантская вспышка SGR 1806-20 была зарегистрирована множеством спутников: Swift, RHESSI, Konus-Wind, Coronas-F, Integral, HEND, …
В 100 раз ярче, чем все предыдущие!
Palmer et al.
astro-ph/0503030

Integral
RHESSI
C
O
R
O
N
A
S
-
F

27 Дек 2004
Гигантская вспышка
SGR 1806-20
Импульс 0.2 сек
Флюэнс 1 эрг/см2
E(имп)=3.5 1046 эрг
L(имп)=1.8 1047 эрг/с
Длинный «хвост» (400 с)
P=7.65 с
E(хвост) 1.6 1044 эрг
Расстояние 15 кпк

Данные Konus-Wind
SGR 1806-20 27 Дек 2004
Мазец и др. 2005

Миф о Медузе

Связь с массивными звездами
Westerlund 1
Есть основания полагать,
что магнитары (АРП и МПГ)
связаны с массивными
звездами.

Isolated neutron stars population: in the Galaxy and at the backyard
INSs appear in many flavours
Radio pulsars
AXPs
SGRs
CCOs
RINSs
Local population of young NSs
is different (selection)
Radio pulsars
Geminga+
RINSs

Close-by radioquiet NSs
Discovery: Walter et al. (1996)
Proper motion and distance: Kaplan et al.
No pulsations
Thermal spectrum
Later on: six brothers
RX J1856.5-3754

Родственники магнитаров?
Радиотихие
Близкие
Молодые
Тепловое излучение
Длинные периоды
Великолепная семерка

Неотождествленные источники EGRET
Grenier (2000), Gehrels et al. (2000)
Неотождествленные источники формируют несколько групп.
Одна из них показывает пространственное распределение,
подобное объектам, входящим в Пояс Гулда.
Предполагается, что GLAST (а также, возможно, AGILE)
смогут внести ясность в этот вопрос.
Тема активно изучается (например, работы Harding, Gontier)

Discovery of radio transients
by McLaughlin et al.
Shall we expect also Lyne’s objects from the Belt????
YES!!! And they even have to be brighter (as they are closer).
The problem – low dispersion.
Lyne et al. reported transient dim radio sources with possible periods
about seconds in the galactic plane discovered in the Parkes survey
(talk by A. Lyne in Amsterdam, august 2005; subm. to Nature).
These radio transients can be relatives of the
Magnificent seven
It is important to monitor the Magnificent Seven to find
transient radio activity.
Malofeev et al already reported detection of one of the M7.
It can be connected with symmetric X-ray curve:
two nearly identical pulses during the period.

P-Pdot for new transient sources
McLaughlin et al. 2005
Submitted to Nature
(I’m thankful to
Prof. Lyne for giving
me an opportunity
to have a picture
in advance)
Estimates show that
there should be about
400 000
sources of this type
in the Galaxy
Young or old???

Заключение
Несколько групп источников:
CCO, M7, SGR, AXP ...
Магнитары (?)
Значительная доля всех новорожденных НЗ
Вопросы:
1. Есть ли связь?
2. Причины различий

ВОТ И ВСЕ! СПАСИБО!

Исторические заметки
05 Марта 1979. Эксперимент Конус. Венера-11,12 (Мазец и др.)
Событие в БМО. SGR 0520-66.
Флюэнс: около 10-3 эрг/см2
Мазец и др. 1979

N49 - Остаток
сверхновой
в Большом
Магеллановом
облаке

Активность МПГ и исследования этих источников

Обычные (слабые) всплески МПГ и АРП
Типичные всплески от SGR 1806-29, SGR 1900+14 и от AXP 1E 2259+586 по данным RXTE (из статьи Woods, Thompson, 2004, astro-ph/0406133)
(из статьи Woods, Thompson 2004)

Промежуточные всплески МПГ
Примеры четырех промежуточных всплесков. Однако иногда четвертый (правый нижний) некоторые считают гигантским (из статьи Woods, Thompson)
(из статьи Woods, Thompson 2004)

Гигантская вспышка SGR 1900+14 (27 Августа 1998)
Данные со спутника Улисс (рис. из Hurley et al. 1999a)
Импульс 0.35 сек
P=5.16 сек
L>3 1044 эрг/с
ETOTAL>1044 эрг
Hurley et al. 1999

Нейтронные звезды
Радиус 10 км
Масса 1-2 солнечной
Плотность порядка ядерной
Сильные магнитные поля