อ่าน 8 นาที
แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์
แหล่ง กำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์ที่มีความสว่างสูง (SSXS หรือ SSS) คือ แหล่งกำเนิด ทางดาราศาสตร์ ที่ปล่อย รังสีเอ็กซ์ พลังงานต่ำ (เช่น รังสีเอ็กซ์แบบอ่อน)...
แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์
แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์ที่มีความสว่างสูง (SSXS หรือ SSS) คือ แหล่งกำเนิด ทางดาราศาสตร์ ที่ปล่อย รังสีเอ็กซ์พลังงานต่ำ (เช่น รังสีเอ็กซ์แบบอ่อน) เท่านั้นรังสีเอ็กซ์แบบอ่อนมีพลังงานอยู่ในช่วง 0.09 ถึง 2.5 keVในขณะที่รังสีเอ็กซ์แบบแข็งอยู่ในช่วง 1–20 keV [ 1 ] SSS ปล่อยโฟตอนที่มีพลังงานสูงกว่า 1 keV น้อยมากหรือไม่มีเลย และส่วนใหญ่มีอุณหภูมิประสิทธิผลต่ำกว่า 100 eV ซึ่งหมายความว่ารังสีที่พวกมันปล่อยออกมามีฤทธิ์ในการแตกตัวเป็นไอออนสูงและถูกดูดซับได้ง่ายโดยตัวกลางระหว่างดาวฤกษ์ SSS ส่วนใหญ่ภายในกาแล็กซีของเราเองถูกซ่อนไว้โดยการดูดซับระหว่างดาวฤกษ์ในจานกาแล็กซี[ 2 ]พวกมันสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนในกาแล็กซีภายนอก โดยพบประมาณ 10 แห่งในเมฆแมเจลแลนและอย่างน้อย 15 แห่งใน M31 [ 2 ]
ณ ต้นปี 2548 มีรายงาน SSS มากกว่า 100 รายการในกาแล็กซีภายนอกประมาณ 20 แห่งเมฆแมเจลแลนใหญ่ (LMC) เมฆแมเจลแลนเล็ก (SMC) และทางช้างเผือก (MW) [ 3 ] SSS ที่มีความสว่างต่ำกว่า ~3 × 10 38 erg /s สอดคล้องกับการเผาไหม้นิวเคลียร์ อย่างต่อเนื่อง ในดาวแคระขาว (WD) ที่กำลังดูดกลืนสสารหรือหลังโนวา[ 3 ]มี SSS เพียงไม่กี่รายการที่มีความสว่าง ≥10 39 erg/s [ 3 ]
เชื่อกันว่ารังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์เกิดจากการหลอมรวมนิวเคลียร์ อย่างต่อเนื่อง บนพื้นผิวของดาวแคระขาว ที่ดึงมาจาก ดาวคู่ [ 4 ]ซึ่งเรียกว่าแหล่งกำเนิดซูเปอร์ซอฟต์แบบดาวคู่ใกล้ (CBSS) [ 5 ]ซึ่งต้องใช้การไหลของวัสดุที่สูงเพียงพอที่จะรักษาการหลอมรวมไว้ได้ ซึ่งแตกต่างจากโนวาที่การไหลน้อยกว่าทำให้วัสดุหลอมรวมได้เพียงประปรายเท่านั้น แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์สามารถพัฒนาไปเป็นซูเปอร์โนวาประเภท Iaได้ ซึ่งการหลอมรวมของวัสดุอย่างฉับพลันจะทำลายดาวแคระขาวและดาวนิวตรอนผ่านการยุบตัว[ 6 ]
แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์ถูกค้นพบครั้งแรกโดยหอดูดาวไอน์สไตน์การค้นพบเพิ่มเติมเกิดขึ้นโดยROSAT [ 7 ] วัตถุหลายประเภทปล่อยรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์ (การปล่อยรังสีส่วนใหญ่ต่ำกว่า 0.5 keV) [ 5 ]
แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์ที่ส่องสว่าง
แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์ที่มีความสว่างสูงจะมีอุณหภูมิแบล็กบอดี้เฉพาะตัวอยู่ที่ไม่กี่สิบ eV (~20–100 eV) [ 3 ]และความสว่างโบโลเมตริกอยู่ที่ ~10 38 erg/s (ต่ำกว่า ~ 3 × 10 38 erg/s) [ 2 ] [ 3 ]
เห็นได้ชัดว่า SSXS ที่สว่างไสวสามารถมีอุณหภูมิเทียบเท่าวัตถุดำที่ต่ำถึง ~15 eV และความสว่างอยู่ในช่วง 10 36ถึง 10 38 erg/s [ 8 ] จำนวนของ SSS ที่สว่างไสวในจานของ กาแล็กซีเกลียวทั่วไป เช่น MW และ M31 คาดว่าอยู่ในระดับ 10 3 [ 8 ]
ทางช้างเผือก SSXS
SSXSs ถูกค้นพบแล้วในกาแล็กซีของเราและในกระจุกดาวทรงกลม M3 [ 2 ] MR Velorum (RX J0925.7-4758) เป็นหนึ่งในระบบดาวคู่รังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์ที่หายากของ ทางช้างเผือก [ 5 ] "แหล่งกำเนิดถูกทำให้แดงขึ้นอย่างมากโดยสสารระหว่างดาว ทำให้สังเกตได้ยากในสีน้ำเงินและรังสีอัลตราไวโอเลต" [ 9 ]คาบเวลาที่กำหนดสำหรับ MR Velorum ที่ ~4.03 วันนั้นยาวนานกว่าระบบซูเปอร์ซอฟต์อื่นๆ อย่างมาก ซึ่งโดยปกติจะน้อยกว่าหนึ่งวัน[ 9 ]
ซอร์สโค้ดซูเปอร์ซอฟต์แบบไบนารีปิด (CBSS)
แบบจำลอง CBSS อ้างถึงการเผาไหม้นิวเคลียร์อย่างต่อเนื่องบนพื้นผิวของดาวแคระขาว (WD) ที่กำลังดูดกลืนสสารเป็นตัวสร้างฟลักซ์รังสีเอ็กซ์ซูเปอร์ซอฟต์จำนวนมหาศาล[ 5 ]ณ ปี 1999 มี SSXS จำนวน 8 ดวงที่มีคาบการโคจรอยู่ระหว่าง ~4 ชั่วโมงถึง 1.35 วัน ได้แก่ RX J0019.8+2156 (MW), RX J0439.8-6809 (ฮาโล MW ใกล้ LMC), RX J0513.9-6951 (LMC), RX J0527.8-6954 (LMC), RX J0537.7-7034 (LMC), CAL 83 (LMC), CAL 87 (LMC) และ 1E 0035.4-7230 (SMC) [ 5 ]
ไบนารีแบบพึ่งพาอาศัยกัน
ดาว คู่ซิมไบโอติกคือระบบดาวคู่แปรผัน ซึ่งดาวยักษ์แดงได้ขยายเปลือกนอกและกำลังปล่อยมวลอย่างรวดเร็ว และดาวร้อนอีกดวงหนึ่ง (มักจะเป็นดาวแคระขาว ) กำลังทำให้ก๊าซแตกตัวเป็นไอออน[ 10 ]ณ ปี 1999 มีดาวคู่ซิมไบโอติก 3 ดวงที่เป็น SSXS ได้แก่ AG Dra (BB, MW), RR Tel (WD, MW) และ RX J0048.4-7332 (WD, SMC) [ 5 ]
ดาวแคระขาวที่ไม่เกิดปฏิสัมพันธ์กัน
ดาวแคระขาวที่อายุน้อยที่สุดและร้อนที่สุดKPD 0005+5106มีอุณหภูมิใกล้เคียง 100,000 K เป็นประเภท DO และเป็นดาวแคระขาวเดี่ยวดวงแรกที่ถูกบันทึกว่าเป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์ด้วย ROSAT [ 11 ] [ 12 ]
ตัวแปรหายนะ
"ตัวแปรหายนะ (CVs) เป็นระบบไบนารีใกล้ชิดที่ประกอบด้วยดาวแคระขาวและดาวแคระแดงรองที่ถ่ายโอนสสารผ่านการไหลล้นของกลีบโรช" [ 13 ]ตัวแปรหายนะที่ขับเคลื่อนด้วยฟิวชั่นและการสะสมมวลต่างก็ถูกสังเกตว่าเป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์[ 14 ]จานสะสมมวลอาจมีแนวโน้มที่จะไม่เสถียรซึ่งนำไปสู่ การระเบิด ของดาวแคระโนวา : ส่วนหนึ่งของวัสดุในจานตกลงบนดาวแคระขาว การระเบิดหายนะเกิดขึ้นเมื่อความหนาแน่นและอุณหภูมิที่ด้านล่างของชั้นไฮโดรเจนที่สะสมสูงขึ้นมากพอที่จะจุด ปฏิกิริยา ฟิวชั่นนิวเคลียร์ซึ่งจะเผาไหม้ชั้นไฮโดรเจนอย่างรวดเร็วให้กลายเป็นฮีเลียม
เห็นได้ชัดว่าตัวแปรหายนะที่ไม่เป็นแม่เหล็ก SSXS เพียงตัวเดียวคือV Sagittae : ความสว่างโบโลเมตริก (1–10) × 10 37ไบนารีที่มีตัวดูดกลืนวัตถุดำ (BB) ที่ T < 80 eV และคาบวงโคจร 0.514195 วัน[ 5 ]
จานสะสมมวลสามารถมีเสถียรภาพทางความร้อนได้ในระบบที่มีอัตราการถ่ายโอนมวลสูง (Ṁ) [ 13 ]ระบบดังกล่าวเรียกว่าดาวโนวาคล้าย (NL) เนื่องจากไม่มีการระเบิดที่เป็นลักษณะเฉพาะของดาวโนวาแคระ[ 15 ]
ตัวแปรหายนะ VY Scl
ในบรรดาดาว NL มีกลุ่มเล็กๆ กลุ่มหนึ่งที่แสดงให้เห็นถึงการลดลงชั่วคราวหรือการหยุดของ Ṁ จากดาวรอง ดาวเหล่านี้คือดาวประเภท VY Scl หรือดาวโนวาแคระต่อต้าน[ 16 ]
วี751 ไซก์
V751 Cyg (BB, MW) เป็น CV ประเภท VY Scl มีความสว่างโบโลเมตริก 6.5 × 10 36 erg/s [ 5 ]และปล่อยรังสีเอ็กซ์อ่อนเมื่ออยู่ในสภาวะสงบ[ 17 ]การค้นพบแหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์อ่อนที่อ่อนแอของ V751 Cyg ในช่วงต่ำสุดถือเป็นความท้าทาย เนื่องจากเป็นเรื่องผิดปกติสำหรับ CV ซึ่งโดยทั่วไปมักแสดงการปล่อยรังสีเอ็กซ์แข็งที่อ่อนแอเมื่ออยู่ในสภาวะสงบ[ 17 ]
ความสว่างสูง (6.5 × 10 36 erg/s) นั้นเข้าใจได้ยากเป็นพิเศษในบริบทของดาว VY Scl โดยทั่วไป เนื่องจากจากการสังเกตการณ์ชี้ให้เห็นว่าดาวคู่จะกลายเป็นดาวแคระแดง + ดาวแคระขาวคู่ธรรมดาเมื่ออยู่ในสภาวะสงบ (จานรอบดาวส่วนใหญ่หายไป) [ 17 ] "ความสว่างสูงในรังสีเอ็กซ์อ่อนก่อให้เกิดปัญหาเพิ่มเติมในการทำความเข้าใจว่าทำไมสเปกตรัมจึงมีการกระตุ้นเพียงเล็กน้อย" [ 17 ]อัตราส่วน He II λ4686/Hβ ไม่เกิน ~0.5 ในสเปกตรัมใดๆ ที่บันทึกไว้จนถึงปี 2001 ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับ CV ที่ขับเคลื่อนด้วยการสะสมมวล และไม่เข้าใกล้อัตราส่วน 2 ที่พบได้ทั่วไปในดาวคู่ซูเปอร์ซอฟต์ (CBSS) [ 17 ]
การผลักดันขอบเขตของการปรับรังสีเอกซ์ที่ยอมรับได้ไปสู่ความสว่างที่ต่ำกว่าแสดงให้เห็นว่าความสว่างไม่ควรเกิน ~2 × 10 33 ergs/s ซึ่งให้แสงที่ประมวลผลใหม่ใน WD เพียง ~4 × 10 31 ergs/s ซึ่งเท่ากับความสว่างนิวเคลียร์ที่คาดการณ์ไว้ของดาวรอง[ 17 ]
ตัวแปรหายนะแม่เหล็ก
รังสีเอกซ์จากตัวแปรหายนะแม่เหล็กเป็นเรื่องปกติเนื่องจากการสะสมมวลทำให้มีก๊าซโคโรนาอย่างต่อเนื่อง[ 18 ]กราฟแสดงจำนวนระบบเทียบกับคาบวงโคจรแสดงให้เห็นค่าต่ำสุดที่มีนัยสำคัญทางสถิติสำหรับคาบระหว่าง 2 ถึง 3 ชั่วโมง ซึ่งอาจเข้าใจได้ในแง่ของผลกระทบของการเบรกแม่เหล็กเมื่อดาวคู่กลายเป็นการพาความร้อนอย่างสมบูรณ์และไดนาโมปกติ (ซึ่งทำงานที่ฐานของซองพาความร้อน) ไม่สามารถให้ลมแม่เหล็กแก่ดาวคู่เพื่อพัดพาโมเมนตัมเชิงมุมออกไปได้อีกต่อไป[ 18 ]การหมุนถูกตำหนิว่าเกิดจากการขับไล่เนบิวลาดาวเคราะห์และลมที่ไม่สมมาตร[ 19 ]และสนามเกิดจากไดนาโมในตำแหน่ง[ 20 ]คาบวงโคจรและการหมุนจะซิงโครไนซ์กันในดาวแคระขาวที่มีสนามแม่เหล็กแรงสูง[ 18 ]ส่วนดาวแคระขาวที่ไม่มีสนามแม่เหล็กที่ตรวจจับได้จะไม่ซิงโครไนซ์กันเลย
ด้วยอุณหภูมิในช่วง 11,000 ถึง 15,000 K ดาวแคระขาวทั้งหมดที่มีสนามสุดขั้วนั้นเย็นเกินกว่าที่จะตรวจจับได้ว่าเป็นแหล่งกำเนิดรังสี EUV/X-ray เช่น Grw +70°8247, LB 11146, SBS 1349+5434, PG 1031+234 และ GD 229 [ 21 ]
โดยทั่วไปแล้ว ดาวแคระขาวที่มีสนามแม่เหล็กสูงส่วนใหญ่ดูเหมือนจะเป็นวัตถุโดดเดี่ยว แม้ว่า G 23–46 (7.4 MG) และ LB 1116 (670 MG) จะอยู่ในระบบดาวคู่ที่ไม่สามารถแยกแยะได้[ 22 ]
RE J0317-853 เป็นดาวแคระขาวแม่เหล็กที่ร้อนที่สุดที่อุณหภูมิ 49,250 K โดยมีสนามแม่เหล็กที่เข้มข้นเป็นพิเศษที่ ~340 MG และมีคาบการหมุนโดยประมาณ 725.4 วินาที[ 22 ]ระหว่าง 0.1 ถึง 0.4 keV นั้น RE J0317-853 สามารถตรวจจับได้ด้วย ROSAT แต่ไม่สามารถตรวจจับได้ในแถบพลังงานที่สูงกว่าตั้งแต่ 0.4 ถึง 2.4 keV RE J0317-853 เกี่ยวข้องกับดาวสีน้ำเงินที่อยู่ห่างจาก LB 9802 (ซึ่งเป็นดาวแคระขาวสีน้ำเงินเช่นกัน) 16 อาร์คเซค แต่ไม่ได้เกี่ยวข้องทางกายภาพกัน[ 22 ]สนามไดโพลแบบศูนย์กลางไม่สามารถจำลองการสังเกตการณ์ได้ แต่สนามไดโพลแบบไม่ศูนย์กลาง 664 MG ที่ขั้วใต้และ 197 MG ที่ขั้วเหนือสามารถทำได้[ 22 ]
จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ (พ.ศ. 2538) มีเพียง PG 1658+441 เท่านั้นที่มีอุณหภูมิประสิทธิผล > 30,000 K [ 22 ]ความแรงของสนามขั้วของมันมีเพียง 3 MG เท่านั้น[ 22 ]
แหล่งกำเนิด RE J0616-649 ของ กล้อง Wide Field Camera (WFC) ของ ROSATมีสนาม ~20 MG [ 23 ]
PG 1031+234 มีสนามพื้นผิวที่ ครอบคลุมช่วงตั้งแต่ ~200 MG ถึงเกือบ 1000 MG และหมุนด้วยคาบ 3 ชั่วโมง 24 นาที[ 24 ]
สนามแม่เหล็กใน CV ถูกจำกัดอยู่ในช่วงความแรงที่แคบ โดยมีค่าสูงสุด 7080 MG สำหรับ RX J1938.4-4623 [ 25 ]
ณ ปี 1999 ยังไม่มีการตรวจพบดาวฤกษ์แม่เหล็กเดี่ยวดวงใดเป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์ แม้ว่าสนามแม่เหล็กจะมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับการรักษาสภาพโคโรนาในดาวฤกษ์ลำดับหลักก็ตาม[ 18 ]
เรท PG 1159
ดาว PG 1159 เป็นกลุ่มดาวแคระขาวที่ร้อนจัดและมักมีการสั่นไหว ซึ่งต้นแบบคือPG 1159ที่มีคาร์บอนและออกซิเจนเป็นองค์ประกอบหลักในชั้นบรรยากาศ[ 18 ]
ดาว PG 1159 มีความสว่างถึง ~10 38 erg/s แต่จัดอยู่ในกลุ่มที่ค่อนข้างแตกต่าง[ 26 ] RX J0122.9-7521 ได้รับการระบุว่าเป็นดาว PG 1159 ในกาแล็กซี[ 27 ] [ 28 ]
โนวา
มี SSXS สามดวงที่มีความสว่างโบโลเมตริกประมาณ 10 38 erg/s ซึ่งเป็นโนวา ได้แก่ GQ Mus (BB, MW), V1974 Cyg (WD, MW) และ Nova LMC 1995 (WD) [ 5 ]เห็นได้ชัดว่า ณ ปี 1999 ยังไม่ทราบคาบการโคจรของ Nova LMC 1995 หากเป็นระบบดาวคู่
U Sco ซึ่งเป็นโนวาที่เกิดซ้ำ ณ ปี 1999 ซึ่งไม่ได้รับการสังเกตโดยROSATเป็นดาวแคระขาว (74–76 eV) L bol ~ (8–60) × 10 36 erg/s โดยมีคาบการโคจร 1.2306 วัน[ 5 ]
เนบิวลาดาวเคราะห์
ใน SMC, 1E 0056.8-7154 เป็นดาวแคระขาวที่มีความสว่างโบโลเมตริก 2 × 10 37ซึ่งมีเนบิวลาดาวเคราะห์ที่เกี่ยวข้อง[ 5 ]
นิวเคลียสกาแล็กซีแอคทีฟแบบซูเปอร์ซอฟต์
นิวเคลียสกาแล็กซีที่แอคทีฟแบบซูเปอร์ซอฟต์มีความสว่างสูงถึง 10 45เอิร์ก/วินาที[ 5 ]
การระเบิดที่มีความรุนแรงสูง
การระเบิดของรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์ที่มีแอมพลิจูดขนาดใหญ่ได้รับการตีความว่าเป็นเหตุการณ์การรบกวนจากกระแสน้ำขึ้นน้ำลง[ 29 ]
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์
แหล่ง กำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์ที่มีความสว่างสูง (SSXS หรือ SSS) คือ แหล่งกำเนิด ทางดาราศาสตร์ ที่ปล่อย รังสีเอ็กซ์ พลังงานต่ำ (เช่น รังสีเอ็กซ์แบบอ่อน)...
แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์ที่ส่องสว่าง
แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบซูเปอร์ซอฟต์ที่มีความสว่างสูงจะมีอุณหภูมิแบล็กบอดี้เฉพาะตัวอยู่ที่ไม่กี่สิบ eV (~20–100 eV) [ 3 ] และความสว่างโบโลเมตริกอยู่ที่ ~10 38 erg/s (ต่ำกว่า ~ 3 × 10 38 erg/s) [ 2 ] [ 3 ]
ทางช้างเผือก SSXS
SSXSs ถูกค้นพบแล้วในกาแล็กซีของเราและในกระจุกดาวทรงกลม M3 [ 2 ] MR Velorum (RX J0925.
ซอร์สโค้ดซูเปอร์ซอฟต์แบบไบนารีปิด (CBSS)
แบบจำลอง CBSS อ้างถึง การเผาไหม้นิวเคลียร์อย่างต่อเนื่องบนพื้นผิว ของ ดาวแคระขาว (WD) ที่กำลังดูดกลืนสสารเป็นตัวสร้างฟลักซ์รังสีเอ็กซ์ซูเปอร์ซอฟต์จำนวนมหาศาล [ 5 ] ณ ปี 1999 มี SSXS จำนวน 8 ดวงที่มีคาบการโคจรอยู่ระหว่าง ~4 ชั่วโมงถึง 1.35 วัน ได้แก่ RX J0019.