Рентгеновские пульсары или пульсары с аккреционной энергией относятся к классу астрономические объекты, которые являются источниками рентгеновского излучения, демонстрируя строгие периодические изменения интенсивности рентгеновского излучения. Периоды рентгеновского излучения варьируются от долей секунды до нескольких минут.
Рентгеновский пульсар состоит из намагниченной нейтронной звезды, находящейся на орбите с нормальным звездным спутником, и представляет собой тип двойной звездной системы. Напряженность магнитного поля на поверхности нейтронной звезды обычно составляет около 10 Тесла, что более чем в триллион раз больше, чем сила магнитного поля, измеренная на поверхности Земля (60 мкТл ).
Газ накапливается от звездного спутника и направляется магнитным полем нейтронной звезды к магнитным полюсам, образуя две или более локализованных горячих точки рентгеновского излучения, подобных двум зонам сияний на Земле, но гораздо горячее. В этих горячих точках падающий газ может достичь половины скорости света, прежде чем он ударится о поверхность нейтронной звезды. Падающий газ выделяет столько гравитационной потенциальной энергии, что горячие точки, площадь которых оценивается примерно в один квадратный километр, могут быть в десять тысяч или более раз ярче, чем Солнце..
Температура достигает миллионов градусов, поэтому горячие точки испускают в основном рентгеновское излучение. Когда нейтронная звезда вращается, наблюдаются импульсы рентгеновского излучения, когда горячие точки перемещаются в / из поля зрения, если магнитная ось наклонена относительно оси вращения.
Газ, который питает рентгеновский пульсар, может достигать нейтронной звезды множеством способов, которые зависят от размера и формы орбитального пути нейтронной звезды и природы звезды-компаньона.
Некоторые звезды-компаньоны рентгеновских пульсаров - очень массивные молодые звезды, обычно сверхгиганты OB (см. звездную классификацию ), которые испускают излучение, вызываемое звездным ветром из своих поверхность. Нейтронная звезда погружена в ветер и непрерывно улавливает газ, который течет рядом. Vela X-1 является примером такой системы.
В других системах нейтронная звезда вращается так близко к своему компаньону, что ее сильная гравитационная сила может вытягивать материал из атмосферы компаньона на орбиту вокруг себя, процесс массопереноса, известный как полость Роша переполнение. Захваченный материал образует газообразный аккреционный диск и закручивается по спирали внутрь, чтобы в конечном итоге упасть на нейтронную звезду, как в двойной системе Cen X-3.
Для рентгеновских пульсаров других типов Звезда-компаньон - это Ве-звезда, которая очень быстро вращается и, по-видимому, сбрасывает газовый диск вокруг своего экватора. Орбиты нейтронной звезды с этими спутниками обычно большие и очень эллиптические по форме. Когда нейтронная звезда проходит поблизости или через околозвездный диск Be, она захватывает материал и временно становится рентгеновским пульсаром. Околозвездный диск вокруг звезды Be расширяется и сжимается по неизвестным причинам, поэтому это кратковременные рентгеновские пульсары, которые наблюдаются только периодически, часто с промежутками от месяцев до нескольких лет между эпизодами наблюдаемой пульсации рентгеновского излучения.
Радиопульсары (вращающиеся пульсары) и рентгеновские пульсары демонстрируют очень разное поведение вращения и имеют разные механизмы, производящие свои характерные импульсы, хотя считается, что оба типа пульсаров являются проявлением вращающегося намагниченного нейтронная звезда. Цикл вращения нейтронной звезды в обоих случаях отождествляется с периодом импульса.
Основные отличия заключаются в том, что у радиопульсаров есть периоды от миллисекунд до секунд, и все радиопульсары теряют угловой момент и замедляются. Напротив, рентгеновские пульсары демонстрируют разнообразие спиновых движений. Наблюдается, что некоторые рентгеновские пульсары непрерывно вращаются все быстрее и быстрее или все медленнее и медленнее (со случайными изменениями этих тенденций), в то время как другие показывают либо незначительное изменение периода импульса, либо беспорядочное вращение вниз и вверх.
Объяснение этой разницы можно найти в физической природе двух классов пульсаров. Более 99% радиопульсаров представляют собой одиночные объекты, которые излучают свою энергию вращения в виде релятивистских частиц и излучения магнитного диполя, освещая любые близлежащие туманности, которые их окружают. Напротив, рентгеновские пульсары являются членами двойных звездных систем и аккрецируют вещество либо от звездных ветров, либо от аккреционных дисков. Аккрецированное вещество передает угловой момент нейтронной звезде (или от нее), вызывая увеличение или уменьшение скорости вращения со скоростью, которая часто в сотни раз превышает типичную скорость замедления вращения радиопульсаров. Почему именно рентгеновские пульсары демонстрируют такое разное вращение, до сих пор не ясно.
Рентгеновские пульсары наблюдаются с помощью рентгеновских телескопов, которые являются спутниками на низкой околоземной орбите, хотя некоторые наблюдения были выполнены, в основном в первые годы Рентгеновская астрономия с использованием детекторов на воздушных шарах или зондирующих ракетах. Первым рентгеновским пульсаром, который был обнаружен, был Centaurus X-3 в 1971 году с помощью рентгеновского спутника Uhuru.