Периодические и квазипериодические рентгеновские источники
Большинство астрофизиков полагают, что сильное магнитное поле у нейтронной звезды не может существовать вечно и должно постепенно затухать. Поэтому считают, что у нейтронных звезд в старых двойных системах магнитное поле сравнительно слабое (если оно вообще имеется) и вследствие этого их магнитосфера должна иметь очень небольшие размеры. (В этом отношении рентгеновские двойные, в состав которых входит старая нейтронная звезда, сходны с системами, содержащими черную дыру, поскольку черные дыры не могут иметь магнитного поля.)
Из-за отсутствия сильной магнитосферы в старых двойных системах внутренняя граница аккреционного диска простирается почти до поверхности нейтронной звезды При этом плазма движется по орбите в непосредственной близости от звезды, что и определяет величину равновесного периода вращения. Поскольку скорость орбитального движения плазмы возрастает по мере уменьшения радиуса орбиты, можно предположить, что равновесный период в старых двойных системах будет очень коротким — порядка 1 мс.
В соответствии с этими общепринятыми представлениями, ожидалось, что в старых двойных системах можно обнаружить очень быстро вращающиеся нейтронные звезды. Мои коллеги и я как раз и пытались найти миллисекундные периоды у рентгеновских источников, когда наблюдали источник GX5-1. Как выяснилось, нам не удалось непосредственно наблюдать предсказанное быстрое вращение; оно не обнаружено и до сих пор.
Однако это не так удивительно, поскольку слабое магнитное поле не только приводит к быстрому вращению, но и затрудняет его обнаружение. Без сильного магнитного поля плазма не будет направленно двигаться к магнитным полюсам звезды, и на ее поверхности не появятся горячие пятна, а следовательно, не будет различимых импульсов рентгеновского излучения- Итак, можно не только предсказать быстрые колебания интенсивности у старых систем, но и предположить, что они будут слабыми и трудно различимыми.
Наилучший способ выделить такие быстрые, но слабые колебания на фоне рентгеновского «шума» — это использовать фурье-анализ, старый и проверенный метод. С его помощью можно определить так называемый спектр мощности колебаний интенсивности рентгеновского излучения, который позволяет оценить интенсивность всех сигналов, дающих вклад в узкой фиксированной полосе (интервале) частот в окрестностях каждой из интересующих нас частот.
Если интенсивность излучения от данного источника меняется по строго периодическому закону, то в его спектре мощности обнаруживается узкий пик, который расположен на частоте, равной частоте периодических изменений интенсивности. Чем больше продолжительность сеанса наблюдений, тем более отчетливо будет проявляться этот пик по сравнению с шумом в соседних частотных интервалах, поскольку во всех частотных интервалах происходит усреднение шумов, и вся мощность периодического сигнала сосредоточивается в одном интервале частот вокруг частоты повторения сигнала. По этой причине при обнаружении периодического сигнала, как правило, удобно выбирать частотные интервалы в спектре мощности как можно более узкими, поскольку, сосредоточивая всю энергию периодического сигнала в узкой полосе частот, мы увеличиваем высоту пика в спектре мощности на частоте повторения сигнала. Это позволяет обнаруживать даже очень слабые периодические колебания на фоне интенсивного шума.
Если же интенсивность рентгеновского излучения меняется не строго периодически, а квазипериодически, то в спектре мощности пик будет не узким, а широким, поскольку энергия сигнала распределяется теперь по нескольким соседним частотными интервалам. В этом случае малая ширина частотных интервалов лишь затрудняет поиск: из-за увеличения числа частотных интервалов, по которым распределяется энергия сигнала, амплитуда пика в каждом отдельном интервале падает, увеличивая вероятность того, что эти пики станут неразличимы на фоне шума. Все секреты джекпота и реально большой куш ждёт на сайте 1xslots .
