11.10. Аккреция
Температура поверхности некоторых пульсаров составляет десятки миллионов градусов, а их светимость в рентгеновском диапазоне в 103 −104 раз превышает полную светимость Солнца, несмотря на их маленькие размеры. Чем же вызвана столь высокая температура их поверхности?
Наблюдения показали, что многие пульсары – это не просто одиночные нейтронные звезды, а нейтронные компоненты двойных звезд. Другой компонентой является обычная звезда, как правило,− красный гигант. И они движутся по своим круговым орбитам вокруг их общего центра масс. Такие звёздные пары являются довольно тесными, находящимися на расстояниях, сравнимых с их радиусами. Это приводит к явлению, называемому аккрецией, – перетеканию вещества из одной компоненты в другую: нейтронная компонента своей мощной гравитацией высасывает вещество из своей соседки – обычной звезды (рис. 11.7). Скорость падения этого вещества на поверхность нейтронной звезды при этом очень большая, сравнимая со скоростью света. Её можно оценить по формуле, вытекающей из закона сохранения энергии:
υ
,
где М – масса нейтронной звезды, r – её радиус. Если принять
М = = 2·1030 кг, r = 10 км, G = 1/(15·109),
то скорость падения υ ≈ 1,5·108 м/с = с/2 ! Падение вещества с такой скоростью вызывает, с одной стороны, сильный разогрев нейтронной звезды, а с другой, вследствие резкого торможения вещества при ударе о поверхность нейтронной звезды, – мощное тормозное рентгеновское излучение. Картина здесь аналогична той, которая наблюдается в рентгеновской трубке. Зная светимость нейтронной звезды (р ≈ 1030 Дж/с), несложно подсчитать, что темп аккреции составляет порядка 1014 кг/с. В таком темпе обычная звезда может поставлять вещество своей маленькой нейтронной соседке в течение многих миллионов лет.
Рис. 11.8. Ядерный взрыв 20 кт в атолле
Бикини
) Это следует из равенств: dυ2 = d(υ·υ) = 2(υ·dυ).