Röntgen binär - X-ray binary

Från Wikipedia, den fria encyklopedin
Konstnärens intryck av en röntgenbinär

Röntgenbinarier är en klass av binära stjärnor som lyser upp i röntgenstrålar . Röntgenbilden produceras av materia som faller från en komponent, kallad donator (vanligtvis en relativt normal stjärna ), till den andra komponenten, kallad accretor , som är mycket kompakt: en neutronstjärna eller ett svart hål . Den fallande materien frigör gravitationell potentiell energi , upp till flera tiondelar av sin vilmassa, som röntgenstrålar. ( Vätefusion släpper endast ut cirka 0,7 procent av vilmassan.) Livslängden och massöverföringshastigheten i en röntgenbinär beror på donatorstjärns evolutionära status, massförhållandet mellan stjärnkomponenterna och deras omloppsseparation.

Uppskattningsvis 10 41 positroner flyr per sekund från en typisk röntgenbinär med låg massa .

Klassificering

Microquasar SS-433.

Röntgenbinarier är ytterligare indelade i flera (ibland överlappande) underklasser, som kanske återspeglar den underliggande fysiken bättre. Observera att klassificeringen efter massa (hög, mellanliggande, låg) hänvisar till den optiskt synliga givaren, inte till den kompakta röntgenavgivande ackretorn.

Röntgen binär med låg massa

En röntgenbinär med låg massa ( LMXB ) är ett binärt stjärnsystem där en av komponenterna antingen är ett svart hål eller neutronstjärna . Den andra komponenten, en givare, fyller vanligtvis sin Roche-lob och överför därför massa till den kompakta stjärnan. I LMXB-system är givaren mindre massiv än det kompakta föremålet och kan vara i huvudsekvensen , en degenererad dvärg ( vit dvärg ) eller en utvecklad stjärna ( röd jätte ). Cirka två hundra LMXB har upptäckts i Vintergatan , och av dessa har tretton LMXB upptäckts i globala kluster . Den Chandra X-ray Observatory har avslöjat LMXBs i många avlägsna galaxer.

En typisk röntgenbinär med låg massa avger nästan all sin strålning i röntgenstrålar , och vanligtvis mindre än en procent i synligt ljus, så de är bland de ljusaste objekten på röntgenhimlen, men relativt svaga i synligt ljus . Den uppenbara storleken är typiskt omkring 15 till 20. Den ljusaste delen av systemet är uttagsskivan runt det kompakta föremålet. LMXB: s omloppsperioder sträcker sig från tio minuter till hundratals dagar.

Variabiliteten hos LXMB observeras oftast som röntgenbursters , men kan ibland ses i form av röntgenpulsarer . De röntgen bursters skapas av termonukleära explosioner som skapats av anhopning av väte och helium.

Mellanmassa röntgen binär

En röntgenbinär med mellanmassa ( IMXB ) är ett binärt stjärnsystem där en av komponenterna är en neutronstjärna eller ett svart hål. Den andra komponenten är en mellanstor stjärna. En röntgenbinär med mellanliggande massa är ursprunget för röntgenbinarsystem med låg massa.

Röntgen binär med hög massa

En röntgenbinär med hög massa ( HMXB ) är ett binärt stjärnsystem som är starkt i röntgenstrålar och där den normala stjärnkomponenten är en massiv stjärna : vanligtvis en O- eller B-stjärna eller en blå superris . Den kompakta, röntgenemitterande komponenten är en neutronstjärna eller ett svart hål . En bråkdel av stjärnvinden från den massiva normala stjärnan fångas upp av det kompakta föremålet och producerar röntgen när det faller på det kompakta föremålet.

I en röntgenbinär med hög massa dominerar den massiva stjärnan utsändningen av optiskt ljus, medan det kompakta föremålet är den dominerande källan till röntgenstrålning. De massiva stjärnorna är mycket lysande och upptäcks därför lätt. En av de mest kända röntgenbinarierna med hög massa är Cygnus X-1 , som var den första identifierade svarta hålkandidaten. Andra HMXB inkluderar Vela X-1 (får inte förväxlas med Vela X ) och 4U 1700-37 .

Variabiliteten hos HMXB observeras i form av röntgenpulsarer och inte röntgenburstrar . Dessa röntgenpulser beror på att materialet tillföres magnetiskt tratt in i polerna hos den kompakta följeslagaren. Den stjärnvind och Roche lob överflöd av de massiva normala stjärnan accretes i så stora mängder, är överföringen mycket instabil och skapar en kortlivad massöverföring.

När en HMXB har nått sitt slut, om binärets periodicitet var mindre än ett år, kan den bli en enda röd jätte med en neutronkärna eller en enda neutronstjärna . Med en längre periodicitet, ett år och därefter, kan HMXB bli en dubbel neutronstjärna binär om den avbryts av en supernova .

Microquasar

Konstnärens intryck av mikrokvasaren SS 433 .

En mikrokvasar (eller radio som avger röntgenbinär) är den mindre kusinen till en kvasar . Microquasars är uppkallade efter quasars, eftersom de har några vanliga egenskaper: stark och variabel radioemission, ofta upplösbar som ett par radiostrålar, och en ackretionsskiva som omger ett kompakt objekt som antingen är ett svart hål eller en neutronstjärna . I kvasar är det svarta hålet supermassivt (miljoner solmassor ); i mikrokvasar är massan av det kompakta föremålet bara några solmassor. I mikrokvasarer kommer den ackreterade massan från en normal stjärna, och ackretionsskivan är mycket lysande i de optiska och röntgenregionerna . Mikrokvasarer kallas ibland röntgenstrålebinärer för att skilja dem från andra röntgenbinarier. En del av radioemissionen kommer från relativistiska strålar , som ofta visar uppenbar superluminal rörelse .

Mikrokvasarer är mycket viktiga för studier av relativistiska strålar . Strålarna är utformade nära det kompakta föremålet och tidsskalorna nära det kompakta föremålet är proportionella mot massan av det kompakta föremålet. Därför tar vanliga kvasarer århundraden att gå igenom variationer som en mikrokvasar upplever på en dag.

Anmärkningsvärda mikrokvasars inkluderar SS 433 , där atomemissionslinjer är synliga från båda strålarna; GRS 1915 + 105 , med en särskilt hög strålehastighet och den mycket ljusa Cygnus X-1 , upptäcktes upp till High Energy- gammastrålarna (E> 60 MeV). Extremt höga energikällor från partiklar som emitterar i VHE-bandet kan förklaras av flera mekanismer för partikelacceleration (se Fermi-acceleration och centrifugalmekanism för acceleration ).

Se även

Referenser

externa länkar