Вращающийся радиопереходный процесс - Rotating radio transient

Вращающиеся радиопереходные процессы (RRAT) - источники коротких, умеренно ярких, радио импульсы, которые были впервые обнаружены в 2006 году.[1] Считается, что RRAT пульсары, т.е. вращающийся намагниченный нейтронные звезды которые излучают более спорадически и / или с более высокой изменчивостью от импульса к импульсу, чем основная масса известных пульсаров. Рабочее определение того, что такое RRAT, - это пульсар, который легче обнаружить при поиске ярких одиночных импульсов, чем в Поиск домена Фурье так что «RRAT» - это не более чем ярлык (того, как они открываются) и не представляет отдельный класс объектов от пульсаров. По состоянию на март 2015 г. было зарегистрировано более 100.[2]

Общие характеристики

Импульсы от RRAT короткие по продолжительности, продолжительностью от нескольких миллисекунды. Импульсы сопоставимы с самыми яркими одиночными импульсами, наблюдаемыми от пульсаров с плотности потока из нескольких Янский при 1,4 ГГц.[1] Эндрю Лайн, а радиоастроном участвовавший в открытии RRAT, «предполагает, что в небе есть всего несколько десятков более ярких радиоисточников».[3] Временные интервалы между обнаруженными всплесками составляют от секунд (период одного импульса) до часов. Таким образом, радиоизлучение от RRAT обычно обнаруживается менее одной секунды в день.[1]

Спорадическое излучение от RRAT означает, что они обычно не обнаруживаются при стандартном поиске периодичности, который использует методы Фурье. Тем не менее, основную периодичность RRAT можно определить, найдя наибольший общий знаменатель интервалов между импульсами. Это дает максимальный период, но после определения многих времен прихода импульсов более короткие периоды (на целочисленный коэффициент) можно считать статистически маловероятными. Определенные таким образом периоды для RRAT составляют порядка 1 секунды или больше, что подразумевает, что импульсы, вероятно, исходят от вращающихся нейтронных звезд, и привело к тому, что было дано название «вращающийся радиопереходный процесс». Периоды, наблюдаемые в некоторых RRAT, длиннее, чем в большинстве радиопульсары, что несколько ожидаемо для источников, которые (по определению) обнаруживаются при поиске отдельных импульсов. Мониторинг RRAT за последние несколько лет показал, что они замедляются. Для некоторых известных RRAT эта скорость замедления, хотя и небольшая, больше, чем у типичных пульсаров, и опять же в большей степени соответствует скорости замедления магнетары.[4]

В нейтронная звезда природа RRAT была дополнительно подтверждена, когда рентгеновский снимок наблюдения за RRAT J1819-1458 были сделаны с использованием Рентгеновский телескоп Chandra.[5] Остывающие нейтронные звезды имеют температуру порядка 1 миллиона кельвины и поэтому термически излучают на длинах волн рентгеновского излучения. Измерение рентгеновского спектра позволяет температура подлежит определению, предполагая, что это тепловое излучение с поверхности нейтронной звезды. Результирующая температура для RRAT J1819-1458 намного ниже, чем температура на поверхности магнитаров, и предполагает, что, несмотря на некоторые общие свойства между RRAT и магнетарами, они принадлежат разным популяциям нейтронных звезд. Ни один из других пульсаров, идентифицированных как RRAT, еще не был обнаружен в рентгеновских наблюдениях. Фактически, это единственное обнаружение этих источников за пределами радиодиапазона.

Открытие

После открытие пульсаров В 1967 году поиск новых пульсаров основывался на двух ключевых характеристиках пульсарных импульсов, чтобы отличить пульсары от шума, вызванного наземными радиосигналами. Первый - это периодическая природа пульсаров. Выполняя поиск по периодичности в данных, «пульсары обнаруживаются с гораздо более высоким отношением сигнал / шум», чем при простом поиске отдельных импульсов.[6] Вторая определяющая характеристика сигналов пульсаров - это разброс в частота отдельного импульса из-за частотной зависимости фазовая скорость из электромагнитная волна который проходит через ионизированный средний. Поскольку межзвездная среда имеет ионизированный компонент, волны, идущие от пульсара к земной шар рассредоточены, поэтому обзоры пульсаров также сосредоточены на поиске рассеянных волн. Важность сочетания двух характеристик такова, что при начальной обработке данных из Parkes В Multibeam Pulsar Survey, крупнейшем на сегодняшний день обзоре пульсаров, «поиск, чувствительный к одиночным рассеянным импульсам, не включался».[6]

После окончания самого исследования начались поиски одиночных дисперсных импульсов. Около четверти пульсаров, уже обнаруженных в ходе обзора, были обнаружены путем поиска одиночных диспергированных импульсов, но было 17 источников одиночных диспергированных импульсов, которые не считались связанными с пульсаром.[6] В ходе последующих наблюдений было обнаружено, что некоторые из них являются пульсарами, которые были пропущены при поиске периодичности, но 11 источников характеризовались одиночными рассеянными импульсами с нерегулярными интервалами между импульсами продолжительностью от минут до часов.[1]

По состоянию на март 2015 г. было зарегистрировано более 100, с меры дисперсии до 764 см−3ПК.[2]

Возможные импульсные механизмы

Чтобы объяснить нерегулярность импульсов RRAT, отметим, что большинство пульсаров, которые были помечены как RRAT, полностью соответствуют пульсарам, у которых есть регулярное основное излучение, которое просто невозможно обнаружить из-за низкой собственной яркости или большого расстояния до источников. Однако, предполагая, что когда мы не обнаруживаем импульсы от этих пульсаров, что они действительно «выключены», несколько авторов предложили механизмы, с помощью которых можно объяснить такое спорадическое излучение. Например, по мере того, как пульсары постепенно теряют энергию, они приближаются к так называемой «долине смерти» пульсаров, теоретической области в период пульсара - период производная пространство, где механизм излучения пульсаров, как считается, не работает, но может стать спорадическим по мере приближения пульсаров к этой области. Однако, хотя это согласуется с некоторыми особенностями поведения RRAT,[7] RRAT с известными периодами и производными по периодам не находятся вблизи канонических областей смерти.[6] Другое предположение состоит в том, что астероиды может образоваться в обломках сверхновая звезда которые сформировали нейтронную звезду, и падение этих обломков в световой конус RRAT и некоторых других типов пульсаров может вызвать некоторые наблюдаемые аномалии.[8] Поскольку большинство RRAT имеют большие меры дисперсии, которые указывают на большие расстояния, в сочетании с аналогичными характеристиками излучения, некоторые RRAT могут быть связаны с порогом обнаружения телескопа. Тем не менее, нельзя исключать возможность того, что RRAT разделяют механизм излучения, аналогичный пульсарам с так называемыми «гигантскими импульсами».[9] Чтобы полностью понять механизмы излучения RRAT, потребуется непосредственное наблюдение за обломками, окружающими нейтронную звезду, что невозможно сейчас, но возможно в будущем с помощью Массив квадратных километров. Тем не менее, поскольку все больше RRAT обнаруживается обсерватории Такие как Аресибо, то Телескоп Грин-Бэнк, а Обсерватория Паркса когда были впервые обнаружены RRAT, некоторые характеристики RRAT могут стать более ясными.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d McLaughlin, M. A .; и другие. (2006). «Транзитные радиовсплески вращающихся нейтронных звезд». Природа. 439 (7078): 817–820. arXiv:astro-ph / 0511587. Bibcode:2006Натура 439..817М. Дои:10.1038 / природа04440. PMID  16482150.
  2. ^ а б Таблица RRATALOG
  3. ^ Бьорн Кэри (15 февраля 2007 г.). «Астрономы открывают незабываемые звезды».
  4. ^ Бургай, М .; McLaughlin, M. A .; Рейнольдс, С. П. (2007). «По обсуждаемой природе вращающегося радиотранзиента». Разноцветный пейзаж компактных предметов и их взрывного происхождения. 924. Материалы конференции AIP. С. 607–612. Bibcode:2007AIPC..924..607B. Дои:10.1063/1.2774917.
  5. ^ Gaensler, B.M .; и другие. (2007). «Чандра чувствует запах RRAT: рентгеновское обнаружение вращающегося переходного процесса». Астрофизика и космическая наука. 308 (1–4): 95–99. arXiv:astro-ph / 0608311. Bibcode:2007Ap и SS.308 ... 95G. Дои:10.1007 / s10509-007-9352-8.
  6. ^ а б c d Маклафлин, Маура (2009). «Вращающиеся радиопереходные процессы». В Уорнер Беккер (ред.). Нейтронные звезды и пульсары. Берлин: Springer. С. 41–66.
  7. ^ Zhang, B .; Gil, J .; Дикс, Дж. (2007). «О происхождении заочных радиопульсаров». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 374 (3): 1103–1107. arXiv:Astro-ph / 0601063. Bibcode:2007МНРАС.374.1103З. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2006.11226.x.
  8. ^ Cordes, J.M .; Шеннон, Р. М. (2008). "Раскачивание маяка: циркумпульсарные астероиды и радиоперемежаемость". Астрофизический журнал. 682 (2): 1152–1165. arXiv:astro-ph / 0605145. Bibcode:2008ApJ ... 682.1152C. Дои:10.1086/589425.
  9. ^ Hu, H.-D .; Эсамдин, А; Yuan, J.-P .; Liu, Z.-Y .; Xu, R.-X .; Li, J .; Tao, G.-C .; Ван, Н. (2011). «Обнаружены сильные импульсы от вращающегося переходного процесса J1819-1458». Астрономия и астрофизика. 530: A67. arXiv:1104.3256. Bibcode:2011A & A ... 530A..67H. Дои:10.1051/0004-6361/201015953.

внешняя ссылка