Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання

Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання

Досліджуються процеси трансформації магнітного поля та плазми у неоднорідних магнітосферах колапсуючих зірок із початковим дипольним магнітним полем і певними початковими енергетичними розподілами часток у магнітосфері — степеневим, релятивістським максвеллівським та больцманівським. Розглядається...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2009
Автор: Кривдик, В.Г.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Головна астрономічна обсерваторія НАН України 2009
Назва видання:Кинематика и физика небесных тел
Теми:
Космическая физика
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/72833
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання / В.Г. Кривдик // Кинематика и физика небесных тел. — 2009. — Т. 25, № 6. — С. 415-451. — Бібліогр.: 73 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-72833
record_format dspace
spelling nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-728332025-02-09T14:11:10Z Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання Ускорение заряженных частиц в магнитосфере коллапсирующей звезды и их нетепловое электромагнитное излучение The acceleration of charged particles in the magnetosphere of a collapsing star and their nonthermal electromagnetic radiation Кривдик, В.Г. Космическая физика Досліджуються процеси трансформації магнітного поля та плазми у неоднорідних магнітосферах колапсуючих зірок із початковим дипольним магнітним полем і певними початковими енергетичними розподілами часток у магнітосфері — степеневим, релятивістським максвеллівським та больцманівським. Розглядається бетатронний механізм прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки. Исследуются трансформация магнитного поля и плазмы у неоднородных магнитосферах коллапсирующих звезд с начальным дипольным магнитным полем и определенными начальными энергетическими распределениями частиц в магнитосфере — степенным, релятивистским максвелловским и больцмановским. Рассматривается бетатронный механизм ускорения заряженных частиц в магнитосфере коллапсирующей звезды. We investigated the transformation of magnetic fields and plasma in heterogeneous magnetospheres of collapsing stars with initial dipole magnetic fields and a certain initial energy distribution of charged particles in a magneto sphere (the power-series, relativistic Maxwell, and Boltzmann distributions). The betatron mechanism for the particle acceleration in heterogeneous magnetospheres of collapsing stars is considered. 2009 Article Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання / В.Г. Кривдик // Кинематика и физика небесных тел. — 2009. — Т. 25, № 6. — С. 415-451. — Бібліогр.: 73 назв. — укр. 0233-7665 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/72833 524.1 uk Кинематика и физика небесных тел application/pdf Головна астрономічна обсерваторія НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Ukrainian
topic Космическая физика
Космическая физика
spellingShingle Космическая физика
Космическая физика
Кривдик, В.Г.
Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання
Кинематика и физика небесных тел
description Досліджуються процеси трансформації магнітного поля та плазми у неоднорідних магнітосферах колапсуючих зірок із початковим дипольним магнітним полем і певними початковими енергетичними розподілами часток у магнітосфері — степеневим, релятивістським максвеллівським та больцманівським. Розглядається бетатронний механізм прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки.
format Article
author Кривдик, В.Г.
author_facet Кривдик, В.Г.
author_sort Кривдик, В.Г.
title Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання
title_short Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання
title_full Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання
title_fullStr Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання
title_full_unstemmed Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання
title_sort прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання
publisher Головна астрономічна обсерваторія НАН України
publishDate 2009
topic_facet Космическая физика
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/72833
citation_txt Прискорення заряджених частинок у магнітосфері колапсуючої зірки та їхнє нетеплове електромагнітне випромінювання / В.Г. Кривдик // Кинематика и физика небесных тел. — 2009. — Т. 25, № 6. — С. 415-451. — Бібліогр.: 73 назв. — укр.
series Кинематика и физика небесных тел
work_keys_str_mv AT krivdikvg priskorennâzarâdženihčastinokumagnítosferíkolapsuûčoízírkitaíhnêneteploveelektromagnítnevipromínûvannâ
AT krivdikvg uskoreniezarâžennyhčasticvmagnitosferekollapsiruûŝejzvezdyiihneteplovoeélektromagnitnoeizlučenie
AT krivdikvg theaccelerationofchargedparticlesinthemagnetosphereofacollapsingstarandtheirnonthermalelectromagneticradiation
first_indexed 2025-11-26T17:27:23Z
last_indexed 2025-11-26T17:27:23Z
_version_ 1849874763994890240
fulltext ÊÎÑÌÈ×ÅÑÊÀß ÔÈÇÈÊÀ ÓÄÊ 524.1 Â. Ã. Êðèâäèê Êè¿âñüêèé íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò ³ìåí³ Òàðàñà Øåâ÷åíêà Ïðèñêîðåííÿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê ó ìàãí³òîñôåð³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè òà ¿õíº íåòåïëîâå åëåêòðîìàãí³òíå âèïðîì³íþâàííÿ Äîñë³äæó þòü ñÿ ïðî öå ñè òðàíñ ôîð ìàö³¿ ìàãí³òíî ãî ïîëÿ òà ïëàç ìè ó íå îäíîð³äíèõ ìàãí³òîñ ôå ðàõ êî ëàï ñó þ ÷èõ ç³ðîê ³ç ïî ÷àò êî âèì äè - ïîëü íèì ìàãí³òíèì ïî ëåì ³ ïåâ íè ìè ïî ÷àò êî âè ìè åíåð ãå òè÷ íè ìè ðîç - ïîä³ëàìè ÷àñ òîê ó ìàãí³òîñ ôåð³ — ñòå ïå íå âèì, ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèì ìàê ñâåëë³âñüêèì òà áî ëüöìàí³âñüêèì. Ðîç ãëÿ äàºòüñÿ áå òàò ðîí íèé ìå õàí³çì ïðè ñêî ðåí íÿ çà ðÿä æå íèõ ÷àñ òè íîê ó ìàãí³òîñ ôåð³ êî ëàï ñó - þ ÷î¿ ç³ðêè. Êîëè íà ìàãí³÷åíà ç³ðêà íà ñòà䳿 ãðàâ³òàö³éíî ãî êî ëàï ñó ñòèñ êàºòüñÿ, ¿¿ ìàãí³òíå ïîëå çíà÷ íî çðîñ òàº. Öå çì³ííå ìàãí³òíå ïîëå ãå íå ðóº âèõ ðî âå åëåê òðè÷ íå ïîëå. Ðîç ðà õóí êè ïî êà çó þòü, ùî öå åëåê òðè÷ íå ïîëå áóäå ïðè ñêî ðþ âà òè çà ðÿä æåí³ ÷àñ òèí êè äî ðå ëÿ - òèâ³ñòñüêèõ åíåðã³é. Òà êèì ÷è íîì, êî ëàï ñó þ÷³ ç³ðêè ìî æóòü áóòè äæå ðå ëà ìè êîñì³÷íèõ ïðî ìåí³â âè ñî êèõ åíåðã³é ÿê ó íàø³é, òàê ³ â ³íøèõ ãà ëàê òè êàõ. Ïðèñ êî ðåí íÿ ÷àñ òè íîê ó õîä³ êî ëàï ñó â³äáó âàºòüñÿ â îñíîâ íî ìó ó ïî ëÿð íèõ îá ëàñ òÿõ ìàãí³òîñ ôå ðè, ùî ñïðè ÷è íÿº ôîð ìó - âàí íÿ ïî ëÿð íèõ ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ ñòðó ìåí³â (äæåò³â). Ðó õà þ ÷èñü ó ìàãí³òíî ìó ïîë³, ö³ ÷àñ òèí êè áó äóòü ãå íå ðó âà òè íå òåï ëî âå åëåê òðî - ìàãí³òíå âèï ðîì³íþ âàí íÿ ó øè ðî êî ìó ä³àïà çîí³ ÷àñ òîò — â³ä ðàä³î- äî ãàì ìà-÷àñ òîò. Òà êèì ÷è íîì, íà ñòà䳿 ãðàâ³òàö³éíî ãî êî ëàï ñó ó ìàãí³òîñ ôå ðàõ ç³ðîê ôîð ìó þòü ñÿ ðå ëÿ òèâ³ñòñüê³ ñòðó ìåí³, ÿê³ áó - äóòü ïî òóæ íè ìè äæå ðå ëà ìè íå òåï ëî âî ãî åëåê òðî ìàãí³òíî ãî âè ï ðî - ì³íþâàííÿ. ÓÑÊÎÐÅÍÈÅ ÇÀÐßÆÅÍÍÛÕ ×ÀÑÒÈÖ Â ÌÀÃÍÈÒÎÑÔÅÐÅ ÊÎË - ËÀÏ ÑÈÐÓÞÙÅÉ ÇÂÅÇÄÛ È ÈÕ ÍÅÒÅÏËÎÂÎÅ ÝËÅÊÒÐÎ ÌÀà - ÍÈÒ ÍÎÅ ÈÇËÓ×ÅÍÈÅ, Êðèâäèê Â. Ã. — Èññëåäóþòñÿ òðàíñ ôîð ìà- öèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ è ïëàçìû ó íåîäíîðîäíûõ ìàã íè òî ñôåðàõ êîëëàïñèðóþùèõ çâåçä ñ íà÷àëüíûì äèïîëüíûì ìàãíèòíûì ïîëåì è îïðåäåëåííûìè íà÷àëüíûìè ýíåðãåòè÷åñêèìè ðàñïðåäå ëåíèÿìè ÷àñ - 415 ÊÈÍÅÌÀÒÈÊÀ È ÔÈÇÈÊÀ ÍÅÁÅÑÍÛÕ ÒÅË òîì 25 ¹ 6 2009 © Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ, 2009 416 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ òèö â ìàãíèòîñôåðå — ñòåïåííûì, ðåëÿòèâèñòñêèì ìàêñâåëëîâñêèì è áîëüöìàíîâñêèì. Ðàññìàòðèâàåòñÿ áåòàòðîííûé ìå õà íèçì óñêî - ðå íèÿ çàðÿæåííûõ ÷àñòèö â ìàãíèòîñôåðå êîë ëàïñèðóþùåé çâåçäû. Êîãäà çàìàãíè÷åííàÿ çâåçäà ñæèìàåòñÿ íà ñòà äèè ãðàâèòàöèîííîãî êîëëàïñà, ìàãíèòíîå ïîëå ñèëüíî âîçðàñòàåò. Ýòî ïåðåìåííîå ìàã - íèòíîå ïîëå ãåíåðèðóåò âèõðåâîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå. Ðàñ÷åòû ïîêà - çû âàþò, ÷òî ýòî ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå áóäåò óñêîðÿòü çàðÿæåííûå ÷àñòèöû äî ðåëÿòèâèñòñêèõ ýíåðãèé. Òàêèì îáðàçîì, êîëëàïñè ðóþ - ùèå çâåçäû ìîãóò áûòü èñòî÷íèêàìè êîñ ìè÷åñêèõ ëó÷åé âûñîêèõ ýíåðãèé êàê â íàøåé, òàê è â äðóãèõ ãàëàêòèêàõ. Óñêîðåíèå ÷àñòèö â õîäå êîëëàïñà ïðîèñõîäèò â îñíîâíîì â ïîëÿðíûõ îáëàñòÿõ ìàãíèòî - ñôåðû, ÷òî ïðèâîäèò ê ôîðìèðîâàíèþ ïîëÿðíûõ ðåëÿòèâèñòñêèõ ñòðóé (äæåòîâ). Äâèãàÿñü â ìàãíèòíîì ïîëå, ýòè ÷àñòèöû áóäóò ãåíåðèðîâàòü íåòåïëîâîå ýëåêòðîìàãíèòíîå èçëó÷å íèå â øè ðîêîì äèàïàçîíå ÷àñòîò — îò ðàäèî- ê ãàììà-÷àñòîòàì. Òàêèì îáðàçîì, íà ñòàäèè ãðàâèòà öèîííîãî êîëëàïñà â ìàãíèòî ñôåðàõ çâåçä ôîðìè - ðóþòñÿ ðåëÿòè âèñòñêèå ñòðóè, êîòîðûå áóäóò ìîùíûìè èñòî÷íè - êàìè íåòåïëîâîãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ. THE ACCELERATION OF CHARGED PARTICLES IN THE MAGNETO - SPHE RE OF A COLLAPSING STAR AND THEIR NONTHERMAL ELEC - TRO MAGNETIC RADIATION, by Kryvdyk V. G. — We in ves ti gated the trans for ma tion of mag netic fields and plasma in het er o ge neous magneto - spheres of col laps ing stars with ini tial di pole mag netic fields and a cer tain ini tial en ergy dis tri bu tion of charged par ti cles in a mag neto sphere (the power-se ries, rel a tiv is tic Maxwell, and Boltzmann dis tri bu tions). The be ta - tron mech a nism for the par ti cle ac cel er a tion in het er o ge neous magneto - spheres of col laps ing stars is con sid ered. As the mag neto sphere of a star is com pressed un der the col lapse, the mag netic field of the star grows con sid - er ably. This vari able mag netic field gen er ates the cy clic elec tric field. It fol lows from our cal cu la tions that the elec tric field will ac cel er ate charged par ti cles to rel a tiv is tic en ergy. Thus col laps ing stars can be sources of high-en ergy cos mic rays both in our Gal axy and in other gal ax ies. The par - ti cle ac cel er a tion takes place mainly in the mag neto sphere po lar caps, which re sults in the gen er a tion of po lar rel a tiv is tic jets. Mov ing in mag netic fields, these par ti cles will gen er ate the nonthermal elec tro mag netic ra di a - tion over a wide range of wave lengths, from ra dio waves to gamma-ra di a - tion. Hence, rel a tiv is tic jets are formed in the magnetospheres of collapsing stars and can be powerful sources of non thermal electromagnetic radiation. ÂÑÒÓÏ Òå î ðå òè÷í³ äîñë³äæåí íÿ ô³çèêè êî ëàï ñó ç³ðîê ÿê îäí³º¿ ³ç ñòàä³é ¿õíüî¿ åâî ëþö³¿, êîëè âîíè âòðà ÷à þòü ð³âíî âà ãó ³ ñòèñ êà þòü ñÿ ï³ä 䳺þ âëàñ - íî ãî ãðàâ³òàö³éíî ãî ïîëÿ, òðè âà þòü á³ëüø í³æ ï³ââ³êó. Ïðî òå äî öèõ ï³ð íå çíàé äå íî æîä íèõ ïðÿ ìèõ ñïîñ òå ðåæ íèõ ñâ³ä÷åíü öüî ãî ïðî öå - ñó. Ìî äåëüí³ ðîç ðà õóí êè âêà çó þòü íà òå, ùî ó õîä³ ãðàâ³òà ö³é íî ãî êî - ëàï ñó ç³ðîê ïî âèíí³ ãå íå ðó âà òè ñÿ íå é òðè íî, à òà êîæ ãðàâ³òà ö³éíå òà åëåê òðî ìàãí³òíå âèï ðîì³íþ âàí íÿ, ÿê³ ìîæ íà áóëî á çàðåºñòðó âà òè. Íà ñüî ãîäí³ ðîç ðîá ëå íî ê³ëüêà òèï³â ìî äå ëåé ãå íå ðàö³¿ åëåê òðî - ìàãí³òíî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ ï³ä ÷àñ êî ëàï ñó. Ïåð øèé òèï ìî äå ëåé ïî - â’ÿ çà íèé ³ç ïðî öå ñà ìè âèï ðîì³íþ âàí íÿ ïðè êî ëàïñ³ ç³ðîê ó ïîäâ³éíèõ çî ðÿ íèõ ñèñ òå ìàõ, ó ÿêèõ îäèí ³ç êîì ïàíü éîí³â º ìà ñèâ íà ç³ðêà, à äðó - ãèé — êîì ïàê òíèé îá’ºêò òè ïó á³ëî ãî êàð ëè êà, íå é òðîí íî¿ ç³ðêè àáî ÷îð íî¿ ä³ðêè [9, 16, 52, 54, 55, 70, 71, 73]. Ó òàê³é ñèñ òåì³ â³äáó âàºòüñÿ àê ðåö³ÿ ðå ÷î âè íè â³ä ìà ñèâ íî¿ ç³ðêè äî êîì ïàê òíî ãî îá’ºêòà, ùî ïðè - çâî äèòü äî ãå íå ðàö³¿ âèï ðîì³íþ âàí íÿ. Äðó ãèé òèï îá’ºêò³â, ÿê³ ìî - æóòü ãå íå ðó âà òè åëåê òðî ìàãí³òíå âèï ðîì³íþ âàí íÿ — öå ïîäâ³éí³ ñèñ - òå ìè, ó ÿêèõ â³äáó âàºòüñÿ çëèò òÿ äâîõ êîì ïàê òíèõ îá’ºêò³â òè ïó íå é - òðîí íèõ ç³ðîê [9, 16, 59, 64]. Ïðè öüî ìó â³äáó âàºòüñÿ ãå íå ðàö³ÿ ïî òóæ - íî ãî ³ìïóëü ñó âèï ðîì³íþ âàí íÿ, ÿêèé çó ìîâ ëå íèé ïðè ñêî ðåí íÿì ðå - ÷î âè íè íà óäàð íèõ õâè ëÿõ. Òðåò³é òèï îá’ºêò³â, ó ÿêèõ ìî æå â³äáó âà - òè ñÿ ãå íå ðàö³ÿ åëåê òðî ìàãí³òíî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ — öå íàä ìà ñèâí³ ÷îðí³ ä³ðêè ó öåí òðàëü íèõ îá ëàñ òÿõ ãà ëàê òèê, íà ÿê³ â³äáó âàºòüñÿ àê - ðåö³ÿ ãà çó àáî íàâ³òü ç³ðîê [35, 38]. Ïðè öüî ìó ó ÿä ðàõ àê òèâ íèõ ãà ëàê - òèê â³äáó âàºòüñÿ ïðè ñêî ðåí íÿ ðå ÷î âè íè äî ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ åíåðã³é íà óäàðíèõ õâèëÿõ ³ ãåíåðàö³ÿ ïîòóæíîãî íåòåïëîâîãî âèïðîì³íþâàííÿ, ÿêå ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ó öåíòðàëüíèõ îáëàñòÿõ ãàëàêòèê. Ó ðîç ãëÿ íó òèõ âè ùå ìî äå ëÿõ ãàì ìà-êâàí òè âè ñî êèõ åíåðã³é âèï - ðîì³íþþòüñÿ âíàñë³äîê ïðî öåñ³â àí³ã³ëÿö³¿ ïàð íå é òðè íî-àí òè íåé òðè - íî, ÿê³ óòâî ðþ þòü åëåê òðîí-ïî çèò ðîíí³ ïàðè, ùî ó ñâîþ ÷åð ãó ðîç ïà - äà þòü ñÿ ³ç óòâî ðåí íÿì ãàì ìà-êâàíò³â (nn ® e+e– ® gg). Êð³ì òàêîãî òèïó âèïðîì³íþâàííÿ, ïðè êîëàïñ³ ç³ðêè âîíà ÿê ö³ëå ãåíåðóº ³ìïóëüñ åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íþâàííÿ òà ãðàâ³òàö³éí³ õâèë³. Ãåíåðàö³ÿ âèïðîì³íþâàííÿ ìîæå â³äáóâàòèñÿ òàêîæ ³ ïðè êîëàïñ³ îäèíî÷íèõ ç³ð, îñîáëèâî ìàñèâíèõ ç³ð ³ç ñèëüíèìè ìàãí³òíèìè ïîëÿìè (òàê çâàíèõ ìàãíåòàð³â). Êîëàïñ ìàñèâíèõ ç³ð (ó ÿêèõ ìàñà ÿäðà Ì > 10M�) ìîæå ïðîõîäèòè áåçïîñåðåäíüî äî ÷îðíî¿ ä³ðêè áåç âèáóõó ÿäðà ³ óòâîðåííÿ íàäíîâî¿ ç³ðêè [47, 48]. Ó ðîáîòàõ [32—34, 52] íà îñíîâ³ ÷èñåëüíèõ ðîçðàõóíê³â õâèëüîâèõ ð³âíÿíü áóëè îòðèìàí³ ñïåêòðè ³ åíåðã³ÿ äëÿ ãðàâ³òàö³éíîãî òà åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íþâàííÿ, ÿêå ãåíåðóºòüñÿ ïðè ðåëÿòè - â³ñòñüêîìó êîëàïñ³ ç³ðîê ³ç ìàãí³òíèìè ïîëÿìè. Ðîçðàõóíêè ïîêàçàëè, ùî âèïðîì³íþâàííÿ íå çàëåæèòü â³ä äèíàì³êè êîëàïñó âñåðåäèí³ ç³ðêè. Ó ðîáîò³ [36] áóëî ðîçðàõîâàíî äèïîëüíå âèïðîì³íþâàííÿ â³ä êîëàïñóþ÷îãî îäíîð³äíîãî ñôåðî¿äà ³ç ïîñò³éíèì îáåðòàííÿì. Âèÿâèëîñü, ùî ïðè êîëàïñ³ îá’ºêòà ³ç ìàñîþ 1.4Ì�, ïî÷àòêîâîþ ãóñòè - íîþ 109 ã/ñì3 ³ ìàãí³òíèì ïîëåì 1 Òë äî ÷îðíî¿ ä³ðêè åíåðã³ÿ äè ïîëü - íîãî åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íþâàííÿ ñòàíîâèòèìå 2.4×1033 Äæ/ñ. Îäíàê ÷àñòîòà öüîãî âèïðîì³íþâàííÿ (1 êÃö) º íàäòî íèçüêîþ, àáè âîíî ìîãëî áóòè çàðåºñòðîâàíå íàçåìíèìè òåëåñêîïàìè. 417 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ Ó ðîáîò³ [59] áóëî ðîçðàõîâàíî ôîðìóâàííÿ àêðåö³éíèõ òîð³â ïðè çëèòò³ äâîõ íåéòðîííèõ ç³ðîê, ó ðåçóëüòàò³ ÷îãî óòâîðþºòüñÿ êîìïàêòíèé çàëèøîê ³ç ìàñîþ 3Ì�, ÿêèé ïîò³ì êîëàïñóº äî ÷îðíî¿ ä³ðêè. ϳñëÿ çëèòòÿ íåéòðîííèõ ç³ðîê â³äáóâàºòüñÿ óòâîðåííÿ òîð³â ³ âèïðîì³íþâàííÿ íåéòðèíî ³ç çàãàëüíîþ åíåð㳺þ á³ëÿ 1046 Äæ/ñ. Âêëàä åíåð㳿 âèïðîì³íþâàííÿ â³ä àí³ã³ëÿö³¿ íåéòðèíî-àíòèíåéòðèíî ó òîðàõ ñêëàäຠ(3—5)×1043 Äæ/ñ ³ç òðèâàë³ñòþ âèïðîì³íþâàííÿ 0.02—0.1 ñ. Áóëî ïîêàçàíî, ùî íåéòðèíî-àíòèíåéòðèííà àí³ã³ëÿö³ÿ ï³ä ÷àñ àêðåö³¿ íà ÷îðíó ä³ðêó, ÿêà óòâîðþþòüñÿ ï³ñëÿ çëèòòÿ íåéòðîííèõ ç³ðîê, ìîæå çàáåçïå÷èòè äîñòàòíþ åíåðã³þ äëÿ ñëàáèõ êîðîòêî ïåð³î - äè÷íèõ ãàììà-ñïàëàõ³â. Ó ðîáîò³ [47] äîñë³äæóâàëàñü åâîëþö³ÿ ãå볺âèõ ç³ðîê ³ç ìàñîþ M> Ì�, ó ÿêèõ ïðè êîëàïñ³ çàë³çíîãî ÿäðà íå óòâîðþºòüñÿ äîñòàòíüî ïîòóæíî¿ óäàðíî¿ õâèë³, ÿêà ìîæå âèõîäèòè íàçîâí³, íàòîì³ñòü óòâî - ðþºòüñÿ ÷îðíà ä³ðêà. Âèâ÷àëîñü ôîðìóâàííÿ àêðåö³éíèõ äèñê³â òà ñèëüíèõ ðåëÿòèâ³ñòñüêèõ äæåò³â ó ïîëÿðíèõ îáëàñòÿõ. ϳñëÿ òîãî ÿê äæåòè âèõîäÿòü íàçîâí³ ÷åðåç ïîâåðõíþ ç³ðêè, ìîæóòü âèíèêíóòè ðåëÿòèâ³ñòñüê³ ïîòîêè. Ö³ ïîòîêè ìàþòü åíåðã³þ áëèçüêî 1044 Äæ/ñ. Ïðè öüîìó ìîæóòü ãåíåðóâàòèñÿ ãàììà-ñïàëàõè ³ç òðèâàë³ñòþ ê³ëüêà ñåêóíä àáî ìåíøå. Ãå íå ðàö³þ åëåê òðî ìàãí³òíî ãî ³ìïóëü ñó ï³ä ÷àñ ãðàâ³òàö³éíî ãî êî - ëàï ñó ç³ðêè áó ëî ðîç ðà õî âà íî ó ðîáîò³ [53] ÿê äëÿ ìî äåë³ ç³ðêè ³ç ñå - ðåä íüîþ âå ëè ÷è íîþ ÿä ðà, ó ÿêî ìó â³äáó âàºòüñÿ ã³äðî äè íàì³÷íèé â³äñê³ê, òàê ³ äëÿ ìî äåë³ ç³ðêè ³ç ìà ñèâ íèì ÿä ðîì, ÿêà êî ëàï ñóº äî ÷îð - íî¿ ä³ðêè. Ïîêàçàíî, ùî ïî âèí íî ³ñíó âà òè äâà òè ïè íå é òðîí íèõ ç³ðîê, ðîçä³ëå íèõ ìàê ñè ìàëü íî äî ïóñ òè ìè ìè ìà ñà ìè — ò³, ùî êî ëàï ñó þòü ÿê îäè íîê³ çîð³ (³ç ì³í³ìàëü íîþ äè íàì³÷íîþ ìàñîþ), ³ ò³, ÿê³ êî ëàï ñó - þòü ó ïîäâ³éíèõ ñèñòåìàõ ³ ó ÿêèõ ìîæ ëè âà àê ðåö³ÿ ìà ñè (³ç ñòà òè÷ íîþ ìà ñîþ íå é òðîí íî¿ ç³ðêè). Îòðèìàíî åíåðã³þ åëåê òðî ìàãí³òíî ãî âèï - ðîì³íþ âàí íÿ äëÿ çî ðÿ íèõ îá’ºêò³â ³ç â³äñêî êîì ó ÿäð³, ÿê³ óòâî ðþ þòü ñòàá³ëüí³ íå é òðîíí³ ç³ðêè ³ ìà ñèâí³ çî ðÿí³ îá’ºêòè, ùî êî ëàï ñó þòü áåç - ïî ñå ðåä íüî äî ÷îð íèõ ä³ðîê. Ìàê ñè ìóì öüî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ ïðè ïà - äຠíà äó æå íèç ü êó ÷àñ òî òó (äîâæèíà õâèë³ ïîðÿäêó 2 êì). Âîíî áóäå ïîãëèíàòèñÿ ó çåìí³é àòìîñôåð³ ³ ìîæå ñïîñòåð³ãàòèñÿ ëèøå íà ñóïó ò - íèêàõ. Åâîëþö³ÿ åëåêòðîìàãí³òíîãî ïîëÿ ìàãí³òíèõ ç³ðîê, ÿê³ êîëàï - ñóþòü ³ç ñòàíó ñïîêîþ äî ÷îðíî¿ ä³ðêè Øâàðöøèëüäà, ðîçâ’ÿçóâàëàñü ó ðàìêàõ çàãàëüíî¿ òåî𳿠ãðàâ³òàö³¿ [19]. Ïðèïóñêàëîñÿ, ùî ïðîòÿãîì âñüîãî êîëàïñó ðå÷îâèíà ç³ðêè ìຠíåñê³í÷åííó ïðîâ³äí³ñòü ³ äèïîëüíå ìàãí³òíå ïîëå. Åâîëþö³ÿ ìàãí³òíîãî ³ åëåêòðè÷íîãî ïîë³â áóëà âèçíà - ÷åíà àíàë³òè÷íî äëÿ ðå÷îâèíè âñåðåäèí³ ç³ðêè ³ ÷èñåëüíî äëÿ çîâí³ø - íüîãî âàêóóìó. Äîñë³äæåííÿ ïîêàçàëè, ùî ó õîä³ êîëàïñó ïîçäîâæíº ìàãí³òíå ïîëå áóäå òðàíñôîðìóâàòèñÿ ó ïîïåðå÷í³ åëåêòðîìàãí³òí³ õâèë³. ×àñòèíà åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íþâàííÿ çàõîïëþºòüñÿ ÷îð - íîþ ä³ðêîþ, à ðåøòà ïîøèðþºòüñÿ íàçîâí³ íà âåëèêó â³äñòàíü. Òåîðåòè÷í³ äîñë³äæåííÿ ç ìåòîþ ïîÿñíåííÿ ãàììà-ñïàëàõ³â ïðî - 418 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ âà äèëèñü òàêîæ ó ðîáîòàõ [60—62]. Ðîçãëÿäàëèñü ïðîöåñè â³äáîðó åíåð㳿 ³ç êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè, êâàíòîâ³ ³ çàãàëüíîðåëÿòèâ³ñòñüê³ åôåêòè ïðè óòâîðåíí³ ìàòå𳿠òà àíòèìàòå𳿠ïîáëèçó ãîðèçîíòó ÷îðíî¿ ä³ðêè, à òàêîæ ô³çèêà óëüòðàðåëÿòèâ³ñòñüêèõ óäàðíèõ õâèëü ³ç ëî ðåíö- ôàêòîðîì g >100. Îòðèìàíî òàê³ íîâ³ ðåçóëüòàòè: (i) ìîæëèâ³ñòü ãðàâ³òà ö³é íîãî êîëàïñó äî ÷îðíî¿ ä³ðêè ç³ðîê ³ç êðèòè÷íîþ ìàñîþ ÿäðà M >10Ì�, ÿêà î÷åâèäíî â³äð³çíÿºòüñÿ â³ä çíà÷åííÿ êðèòè÷íî¿ ìàñè, âèçíà÷åíî¿ ó ðàìêàõ ìîäåëåé òåðìîÿäåðíî¿ åâîëþö³¿ ç³ðîê (á³ëèõ êàðëèê³â òà íåéòðîííèõ ç³ðîê); (ii) íàäçâè÷àéíî âèñîêó åôåêòèâí³ñòü ñôåðè÷íîãî êîëàïñó äî ÷îðíî¿ ä³ðè, äå áëèçüêî 99.99 % ìàñè ÿäðà êîëàïñóº, çàëèøàþ÷è íåçíà÷íèé çàëèøîê; (iii) íåîáõ³äí³ñòü äåòàëü - íîãî âèâ÷åííÿ ïðèê³íöåâèõ ôàç òåðìîÿäåðíî¿ åâîëþö³¿ ç³ðîê, ùî êîëàïñóþòü äî ÷îðíèõ ä³ðîê, ³ ¿õíüîãî íàâêîëèøíüîãî îòî÷åííÿ ç ìåòîþ óòî÷íåííÿ ìîæëèâîñò³ âèíèêíåííÿ «ãðàâ³òàö³éíî ³íäóêî âà íîãî êîëàïñó». Ó öèõ ðîáîòàõ òàêîæ ðîçãëÿäàþòüñÿ íîâ³ äîñë³äæåííÿ, ÿê³ ñòîñóþòüñÿ ïðèðîäè ãàììà-ñïàëàõ³â. Çðîáëåíî âèñíîâêè, ùî: 1) áàçî - âà ñòðóêòóðà ãàììà-ñïàëàõ³â º ºäèíîþ íåçì³ííîþ õàðàêòåðèñòèêîþ, âëàñòèâîþ äëÿ ãàììà-ñïàëàõ³â òà ï³ñëÿñâ³ò³íü; 2) äîâãîïåð³îäè÷í³ ãàììà-ñïàëàõè º ïðîñòî ï³êàìè ï³ñëÿñâ³ò³íü, ³ ¿õí³ âàð³àö³¿ ìîæóòü ïîÿñíþâàòèñÿ íåîäíîð³äíîñòÿìè ì³æçîðÿíîãî ñåðåäîâèùà; 3) êîðîòê³ ñïàëàõè ìîæóòü áóòè ³äåíòèô³êîâàí³ ÿê âëàñíå ãàììà-ñïàëàõ, òîìó êëþ÷îâà ³íôîðìàö³ÿ ïðî çàãàëüíîðåëÿòèâ³ñòñüê³ åôåêòè ³ âàêóóìíó ïîëÿðèçàö³þ çàêîäîâàíà ó ¿õíüîìó ñïåêòð³ òà âàð³àö³ÿõ ³íòåíñèâíîñò³ ç ÷àñîì. Ö³ ãàììà-ñïàëàõè âèïðîì³íþþòüñÿ óíàñë³äîê ïðîöåñ³â âà - êóóìíî¿ ïîëÿðèçàö³¿ ó ä³îñôåð³ ÷îðíî¿ ä³ðêè ³ç óòâîðåííÿì îïòè÷íî òîíêî¿ åëåêòðîí-ïîçèòðîííî¿ ïëàçìè, ÿêà ñàìîïðèñêîðþºòüñÿ. Òå î ðå - òè÷ íå ïåðåäáà÷åííÿ ñèãíàëó åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íþ âàííÿ ó ïðîöåñ³ ãðàâ³òàö³éíîãî êîëàïñó ÿäðà ç³ðêè äî ÷îðíî¿ ä³ðêè áóëî äîñë³äæåíî ó ðîáîò³ [59]. Âèâ÷àëèñü ê³íöåâ³ ôàçè ãðàâ³òàö³éíîãî êîëàïñó, ÿê³ ïðèçâîäÿòü äî ôîðìóâàííÿ ÷îðíî¿ ä³ðêè ³ç äîêðèòè÷íèì åëåêòðîìàãí³òíèì ïîëåì ³ ôîðìóâàííÿì âèõ³äíîãî ³ìïóëüñó ïî÷àò - êîâî òîíêî¿ e+e–-ôîòîííî¿ ïëàçìè. Òàêèé ³ìïóëüñ äîñÿãຠïðîçîðîñò³ äëÿ ëîðåíö-ôàêòîðà 102—104. Çíàéäåíî ÷³òê³ îçíàêè óòâîðåííÿ âèõ³ä - íîãî åëåêòðîìàãí³òíîãî ñèãíàëó ï³ä ÷àñ ãðàâ³òàö³éíîãî êîëàïñó. Ó ðîáîò³ [24] ðîçãëÿíóòî êîëàïñ íåéòðîííèõ ç³ðîê äî ÷îðíèõ ä³ðîê ó ïîäâ³éíèõ ñèñòåìàõ äëÿ ïîÿñíåííÿ ìîäåëåé êîðîòêèõ ãàììà-ñïàëàõ³â. Âèÿâèëîñü, ùî àêðåö³¿ ðå÷îâèíè ³ç ìàñîþ (0.1...1)Ì� ÷åðåç ïîðîæíèíó Ðîøå íà íåéòðîííó ç³ðêó ³ç ¿¿ êîìïàíüéîíà àáî âíàñë³äîê çëèòòÿ íåéòðîííî¿ ç³ðêè ³ç á³ëèì êàðëèêîì ó ïîäâ³éí³é ñèñòåì³ ç ìàëîþ ìàñîþ áóäå äîñòàòíüî, ùîá ïåðåâèùèòè êðèòè÷íó ìàñó íåéòðîííî¿ ç³ðêè ³ ñïðè÷èíèòè ¿¿ êîëàïñ äî ÷îðíî¿ ä³ðêè, ùî ñïðè÷èíÿº ãåíåðàö³þ êîðîòêîãî ãàììà-ñïàëàõó. Äâîâèì³ðíå àêñ³àëüíî-ñèìåòðè÷íå ìàãí³òîã³äðîäèíàì³÷íå ìî äå - ëþ âàííÿ êîëàïñó ç³ðêè ³ç ìàñîþ 40Ì� äëÿ ïîÿñíåííÿ ìîäåë³ êîëàïñàðà ÿê äæåðåëà ãàììà-ñïàëàõ³â ïðîâåäåíî ó ðîáîò³ [26]. Äîñë³ä - æåíî ôîðìóâàííÿ àêðåö³éíîãî äèñêó íàâêîëî ÷îðíî¿ ä³ðêè ³ óòâîðåííÿ 419 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ äæåò³â á³ëÿ íå¿.  ðîáîòàõ [67, 68] çàïðîïîíîâàíî ìàãí³òíèé ìåõàí³çì äëÿ êîë³ìàö³éíîãî âèáóõó ìàñèâíèõ ç³ðîê, ÿêèé ñòîñóºòüñÿ äîâãî ïå - ð³î äè÷íèõ ãàììà-ñïàëàõ³â, ðåíòãåí³âñüêèõ ñïàëàõ³â òà àñèìåòðè÷íîãî êîëàïñó ÿäðà íàäíîâèõ. Ó ö³é ìîäåë³ ÿäðà ìàñèâíèõ ç³ðîê, ÿê³ îáåð - òàþòüñÿ, êîëàïñóþòü äî êîëàïñàðà ³ç ÷îðíîþ ä³ðêîþ ç àêðåö³éíèì äèñêîì àáî äî ì³ë³ñåêóíäíîãî ìàãíåòàðà. Êîëàïñ ã³ïåðìàñèâíèõ íåéò - ðîííèõ ç³ðîê ÿê äæåðåë êîðîòêèõ ãàììà-ñïàëàõ³â áóâ ðîçãëÿíóòèé ó ðîáîò³ [64]. óïåðìàñèâíà íåéòðîííà ç³ðêà óòâîðþºòüñÿ ï³ñëÿ ïîãëè - íàííÿ íåéòðîííî¿ ç³ðêè ó ïîäâ³éí³é ñèñòåì³. Çíàéäåíî, ùî ã³ïåð ìà - ñèâíà íåéòðîííà ç³ðêà çàçíຠ“çàòðèìàíîãî” êîëàïñó äî ÷îðíî¿ ä³ðêè ³ç îáåðòàííÿì ó ðåçóëüòàò³ ïåðåíîñó êóòîâîãî ìîìåíòó ÷åðåç ìàãí³òíå ãàëüìóâàííÿ ³ ìàãí³òîðîòàö³éíó íåñò³éê³ñòü. Âíàñë³äîê öüîãî âèíèêຠ÷îðíà ä³ðêà, îòî÷åíà ìàñèâíèì ãàðÿ÷èì òîðîì ³ç êîë³ìîâàíèì ìàã - í³òíèì ïîëåì. Òîð ïàäຠíà ÷îðíó ä³ðêó ³ç êâàç³ïîñò³éíîþ øâèäê³ñòþ 10Ì�/ñ, à ÷àñ ³ñíóâàííÿ òîðà — 10 ìñ. Òåìïåðàòóðà òîðà äîñÿãຠ1012 K, ùî ïðèçâîäèòü äî ³íòåíñèâíîãî âèïðîì³íþâàííÿ íåéòðè íî- àíòèíåéòðèíî. Öåé ñöåíàð³é êîëàïñó º ïðèâàáëèâèì äëÿ ïîÿñíåííÿ ãåíåðàö³¿ êîðîòêîïåð³îäè÷íèõ ãàììà-ñïàëàõ³â, ãðàâ³òàö³é íèõ õâèëü òà íåéòðèíî. Ó ðîáîò³ [25] ïðîâàäèëîñü äâîâèì³ðíå ìàãí³òîã³äðî äè íà - ì³÷íå ìîäåëþâàííÿ àêðåö³éíî-³íäóêîâàíîãî êî ëàïñó á³ëîãî êàðëèêà ³ç ìàñîþ 1.92Ì� ³ç øâèäêèì îáåðòàííÿì. Âèçíà÷åíî ðîëü ÌÃÄ-ïðîöåñ³â ï³ñëÿ óòâîðåííÿ ïðîòîíåéòðîííî¿ ç³ðêè ³ç ì³ë³ñåêóíäíèì ïåð³îäîì. Âèÿâèëîñü, ùî ìàãí³òíå íàïðóæåííÿ ìîæå ïðèçâåñòè äî ïîòóæíîãî âèáóõó ³ç åíåð㳺þ äåê³ëüêà Áåòå ³ ³íæåêö³ºþ ìàñè 0.1Ì�. ßäðî îáåð - òàºòüñÿ ï³ñëÿ â³äñêîêó, ³ åíåðã³ÿ îáåðòàííÿ ïåðåòâîðþºòüñÿ ó ìàãí³òíó åíåðã³þ, ÿêà ãåíåðóº ñèëüíèé ìàãí³òíî-êîë³ìàö³éíèé â³òåð. ßê áà ÷è ìî, ó âñ³õ ðîç ãëÿ íó òèõ ìî äå ëÿõ êî ëàï ñó ç³ðîê çà ãàëü íèì º ãå íå ðàö³ÿ ³ìïóëü ñó åëåê òðî ìàãí³òíî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ òà óòâî ðåí íÿ ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ ñòðó ìåí³â (äæåò³â) ó ïî ëÿð íèõ îá ëàñ òÿõ ìàãí³òî ñ ôå - ðè. ²ñíóº áà ãà òî ìî äå ëåé óòâî ðåí íÿ ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ äæåò³â ïðè êî - ëàïñ³ ç³ðîê.  ðî áî òàõ [21, 22] ðîç ãëÿ íó òî ìî äåëü, ó ÿê³é ïðè ñêî ðåí íÿ ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ ÷àñ òè íîê ³ ôîð ìó âàí íÿ ñòðó ìåí³â â³äáó âàºòüñÿ íà âå - ëè êèõ â³äñòà íÿõ â³ä ÷îð íî¿ ä³ðè ó çà ìàãí³÷å íî ìó àê ðåö³éíî ìó äèñ êó ÷îð íî¿ ä³ðè, ÿêà îá åð òàºòüñÿ. Ó ìî äåë³ [35] ðå ëÿ òèâ³ñòñüê³ ñòðó ìåí³ ãå - íå ðó þòü ñÿ ó ìàãí³òîñ ôåð³ êîì ïàê òíî ãî îá’ºêòà ïðè êî ëàïñ³ ìà ñèâ íèõ ç³ðîê äî ÷îð íî¿ ä³ðè. Ìî äåëü óòâî ðåí íÿ ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ ñòðó ìåí³â ó àê ðåö³éíî ìó ïëàç ìî âî ìó äèñ êó, ÿêèé îòî ÷óº ÷îð íó ä³ðó, ðîç ðà õî âà íî â ðî áîò³ [38]. Ñòðó ìåí³ âè íè êà þòü ïðè ³íæåê ö³¿ ïëàç ìè ³ç äèñ êà, ùî ò³ñíî ïðè ëÿ ãຠäî ÷îð íî¿ ä³ðè. Ö³ ñòðó ìåí³ ìà þòü äâîð³âíå âó ñòðóê òó - ðó, ÿêà ñêëà äàºòüñÿ ³ç øâèä êèõ ãà çî âèõ ñòðó ìåí³â âñå ðå äèí³, ùî âè íè - êà þòü âíàñë³äîê ãðà䳺íòà òèñ êó, ³ ïîâ³ëüíèõ ñòðó ìåí³â, ïî â’ÿ çà íèõ ³ç ïî ëî¿ äàëü íèì ìàãí³òíèì ïî ëåì ó ³íøèõ ÷àñ òè íàõ äèñ êà. Ñòðó ìåí³ ôîð ìó þòü ñÿ âíàñë³äîê ñèëü íî ãî çá³ëüøåí íÿ òèñ êó ³ ôîð ìó âàí íÿ óäàð - íî¿ õâèë³ ó äèñ êó ÷å ðåç øâèäê³ àê ðåö³éí³ ïîòîêè. Ó ðîáîòàõ [47, 48] ðîçãëÿíóòî óòâîðåííÿ ðåëÿòèâ³ñòñüêèõ ñòðóìå - í³â ïðîòÿãîì åâîëþö³¿ ãå볺âèõ ç³ðîê ³ç ìàñîþ M >10Ì�, ó ÿêèõ êîëàïñ 420 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ çàë³çíîãî ÿäðà íå ïðîäóêóº ïîòóæíî¿ óäàðíî¿ õâèë³, ÿêà ìîæå âèõî - äèòè íàçîâí³, à çàì³ñòü öüîãî óòâîðþºòüñÿ ÷îðíà ä³ðêà. Ó ö³é ìîäåë³ ðåëÿòèâ³ñòñüê³ ñòðóìåí³ óòâîðþþòüñÿ âíàñë³äîê àêðåö³¿ ó ïîëÿðíèõ îáëàñòÿõ ³ âèõîäÿòü íàçîâí³. Ó ðîáîò³ [38] ïðîàíàë³çîâàíî ÌÃÄ- ïðîöåñè òà óòâîðåííÿ íàäíîâî¿ ç³ðêè ³ âèñîêîåíåðãåòè÷íèõ òðàí 糺íò³â ïðè êîëàïñ³ ìàñèâíèõ ç³ðîê ³ç îáåðòàííÿì. Ðåëÿòèâ³ñòñüê³ ñòðóìåí³ ó ö³é ìîäåë³ âèíèêàþòü âíàñë³äîê àêðåö³¿ ðå÷îâèíè ³ç äèñêà. Ó ðîáîò³ [51] ðîçðàõîâàíî 2.5-âèì³ðíó çàãàëüíó ðåëÿòèâ³ñòñüêó ÌÃÄ-ìîäåëü ãðàâ³òàö³éíîãî êîëàïñó ìàñèâíî¿ çàìàãí³÷åíî¿ ç³ðêè ³ç îáåðòàííÿì ³ îòðèìàíî, ùî âíàñë³äîê êîëàïñó ôîðìóþòüñÿ äèñêîâ³ ñòðóêòóðè ³ ãåíåðóþòüñÿ ñòðóìåí³, ñïðè÷èíåí³ â³äñêîêîì óäàðíî¿ õâèë³ â³ä ÿäðà. Ö³ ñòðóìåí³ ïðèñêîðþþòüñÿ ìàãí³òíèì òèñêîì ³ â³ä öåíò ðîâèìè ñèëàìè. Ó ðîáîò³ [27] ðîçðàõîâàíî äâîâèì³ðíó àê ñ³ àëüíî-ñèìåòðè÷íó ÌÃÄ-ìîäåëü êîëàïñó ìàñèâíî¿ ç³ðêè, ÿêà îáåð òàºòüñÿ (M = 40Ì�), äîñë³äæåíî ïðîöåñè ôîðìóâàííÿ àêðåö³éíîãî äèñêó òà ñòðóìåí³â íàâ - êîëî ÷îðíî¿ ä³ðêè. Ó ðîáîò³ [49] ó ðàìêàõ çà ãàëüíî ðåëÿòèâ³ñòñüêî¿ ìàã - í³ò íî¿ ã³äðîäèíàì³êè äîñë³äæåíî óòâîðåííÿ àêñ³àëüíî-ñèìåòðè÷íèõ òå÷³é ó ãàðÿ÷³é êîðîíàëüí³é ìàãí³òîñôåð³ øâàðöøèëüäîâî¿ ÷îðíî¿ ä³ð - êè ³ íàâêîëèøíüîìó àêðåö³éíîìó äèñêó. Âíàñë³äîê êîëàïñó óòâîðþ - þòüñÿ ðåëÿòèâ³ñòñüê³ ñòðóìåí³ ó ïîëÿðíèõ îáëàñòÿõ, ÿê³ ïîøèðþþòüñÿ âçäîâæ ïîëÿðíèõ îñåé. Ó äàí³é ðîáîò³ ìè áóäåìî ðîçãëÿäàòè íåòåïëîâèé ìåõàí³çì ãå - íåðàö³¿ åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íþâàííÿ. Öå âèïðîì³íþâàííÿ âè - íè êຠïðè êîëàïñ³ ç³ðîê ³ç ïî÷àòêîâèì äèïîëüíèì ìàãí³òíèì ïîëåì âíàñë³äîê òîãî, ùî ó õîä³ êîëàïñó íàìàãí³÷åíî¿ ç³ðêè â³äáóâàºòüñÿ çíà÷íå çá³ëüøåííÿ ìàãí³òíîãî ïîëÿ ó ¿¿ ìàãí³òîñôåð³. Çì³ííå ìàãí³òíå ïîëå áóäå ãåíåðóâàòè âèõðîâå åëåêòðè÷íå ïîëå, ÿêå ïðèñêîðþâàòèìå çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè ó ìàãí³òîñôåð³ äî ðåëÿòèâ³ñòñüêèõ åíåðã³é çà ðàõóíîê áåòàòðîííîãî ìåõàí³çìó. Ðóõàþ÷èñü ó ìàãí³òíîìó ïîë³, çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè áóäóòü ãåíåðóâàòè íåòåïëîâå åëåêòðîìàãí³òíå âèïðîì³íþâàííÿ ó øèðîêîìó ä³àïàçîí³ — â³ä ãàììà- äî ðàä³î÷àñòîò. Öå âèïðîì³íþâàííÿ º âèñîêî÷àñòîòíèì, ³ ìîæå áåç ïîãëèíàííÿ ðîç - ïîâñþäæóâàòèñÿ â³ä äæåðåë âèïðîì³íþâàííÿ òà ðåºñòðóâàòèñÿ ñó÷àñ - íèìè ðàä³î-, ãàììà- òà ðåíòãåí³âñüêèìè òåëåñêîïàìè. Òåîðåòè÷í³ äîñë³äæåííÿ ïîêàçóþòü [9, 16], ùî ï³ä ÷àñ åâîëþö³¿ ó íàäðàõ ç³ðîê â³äáóâàºòüñÿ ïîñòóïîâå âèãîðàííÿ âàæêèõ åëåìåíò³â (4He, 12C, 16O, 20Ne, 32Si). Ó çàëåæíîñò³ â³ä ìàñè ç³ðêè ìîæóòü åâî - ëþö³îíóâàòè äî á³ëîãî êàðëèêà, ÷è íåéòðîííî¿ ç³ðêè, ÷è ÷îðíî¿ ä³ðêè. Á³ë³ êàðëèêè óòâîðþþòüñÿ âíàñë³äîê åâîëþö³¿ ç³ðîê ³ç ïî÷àòêîâèìè ìàñàìè 1 < M/Ì� < 3...6. Öå îá’ºêòè ³ç ðàä³óñàìè R » 0.1R�, ìàñàìè Ì < < 1.3Ì� ³ ñåðåäíüîþ ãóñòèíîþ r»107 ã/ñì3, âíóòð³øí³é òèñê ó ÿêèõ ï³äòðèìóºòüñÿ âèðîäæåíèì åëåêòðîííèì ãàçîì. Ðîçðàõóíêè ïîêà - çóþòü òàêîæ, ùî òåìïåðàòóðà âñåðåäèí³ á³ëèõ êàðëèê³â íå ïåðåâèùóº çíà÷åííÿ Ò = 8×108 Ê, ïðè ÿêîìó ïî÷èíàºòüñÿ âèãîðàííÿ âàæ÷èõ, í³æ âóãëåöü, åëåìåíò³â. Òîìó ÿäðà ìàñèâíèõ á³ëèõ êàðëèê³â ñêëàäàþòüñÿ â îñíîâíîìó ³ç 12C ³ 16O. Óòâîðåííÿ á³ëèõ êàðëèê³â ìîæå ñóïðîâîä æó - 421 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ âàòèñÿ âèêèäîì çíà÷íî¿ ê³ëüêîñò³ ìàñè ç³ðêè, ÿêà áóäå ñïî ñòå ð³ ãàòèñÿ ó âèãëÿä³ ïëàíåòàðíèõ òóìàííîñòåé. Åâîëþö³ÿ ìàñèâí³øèõ ç³ðîê (3...6 < M/Ì� < 5...8) íà ê³íöåâèõ ñòàä³ÿõ ìîæå ðåàë³çóâàòèñÿ çà äâîìà ñöåíàð³ÿìè. Çà ïåðøèì ñöåíàð³ºì âñåðåäèí³ ç³ðêè â³äáóâàºòüñÿ âèãîðàííÿ âóãëåöþ 12Ñ + 12Ñ ® 24Mg, ï³ñëÿ ÷îãî ¿¿ ïîäàëüøà åâîëþö³ÿ ìîæå çàâåðøóâàòèñÿ àáî “êèï³ííÿì” âñåðåäèí³ ÿäðà ³ éîãî ñòèñêàííÿì, àáî âèáóõîì ³ ðîçïîðîøåííÿì ÿäðà, àáî øâèäêèì ÿäåðíèì âèãîðàííÿì ç íåÿñíîþ ìàéáóòíüîþ åâîëþö³ºþ. Çà äðóãèì ñöåíàð³ºì ç³ðêà âòðà÷ຠìàñó ³ â ðåçóëüòàò³ ïóëüñàö³éíèõ ïðîöåñ³â ïåðåõîäèòü äî ñòà䳿 á³ëîãî êàðëèêà. Åâîëþö³ÿ íàéìàñèâí³øèõ ç³ðîê (5 < M/Ì� < 70) çàâåðøóºòüñÿ óòâîðåííÿì íåéòðîííèõ ç³ðîê àáî ÷îðíèõ ä³ðîê. Ó íàäðàõ òàêèõ ç³ðîê â³äáóâàºòüñÿ ïîñòóïîâå âèãîðàííÿ åëåìåíò³â (4He, 12C, 16O, 20Ne, 32Si). Öåé ïðîöåñ ïðîäîâæóºòüñÿ 107 ðîê³â ³ çàê³í÷óºòüñÿ óòâîðåííÿì îá’ºê - ò³â, öåíòðàëüí³ îáëàñò³ ÿêèõ ñêëàäàþòüñÿ â îñíîâíîìó ³ç ÿäåð 56Fe (ÿäåð ³ç ìàêñèìàëüíîþ åíåð㳺þ çâ’ÿçêó íà íóêëîí). Ïðàêòè÷íî âñ³ ðîçðàõóíêè äàþòü àíàëîã³÷í³ ðåçóëüòàòè, ÿê³ âêàçóþòü íà òå, ùî ó ìàñèâíèõ ç³ðêàõ íà ê³íöåâèõ ñòàä³ÿõ åâîëþö³¿ óòâîðþþòüñÿ ÿäðà ç ìàñîþ Ì » 1.5Ì�, òèñê ó ÿêèõ ï³äòðèìóºòüñÿ âèðîäæåíèì åëåêòðîí - íèì ãàçîì. Öå ïîÿñíþºòüñÿ òèì [18], ùî âíàñë³äîê âåëèêîãî ãðà䳺íòà òåìïåðàòóðè ó ÿäð³ âèíèêàþòü êîíâåêòèâí³ òå÷³¿, ÿê³ ïåðåì³øóþòü ÿäðî ³ âèð³âíþþòü òåìïåðàòóðó ó íüîìó. Ïðè öüîìó ÿäðî ñòຠá³ëüø-ìåíø îäíîð³äíèì çà õ³ì³÷íèì ñêëàäîì. ϳñëÿ âèãîðàííÿ êðåìí³þ ÿäðî ç³ðêè íàáëèæàºòüñÿ äî ñòàíó äèíàì³÷íî¿ íåñò³éêîñò³, ÿêà âåäå äî ãðàâ³òàö³éíîãî êîëàïñó. Öå çâ’ÿçàíî ³ç äâîìà ô³çè÷íèìè ïðîöåñàìè — ôîòîäèñîö³àö³ºþ ÿäåð çàë³çà (56Fe + g ® 13a + 4n) òà íåéòðîí³çàö³ºþ ÿäðà çà ðàõóíîê çàõîïëåííÿ åëåêòðîí³â ïðîòîíàìè ÿäåð (e- + (Z, A) ® (Z - 1, A) + ne; e – + p ® ne + n). Âíàñë³äîê öèõ ïðîöåñ³â òèñê ó ÿäð³ çíèæóºòüñÿ, ùî ïðèçâîäèòü äî éîãî ñòèñêàííÿ. Òàê ïî÷èíàºòüñÿ ãðàâ³òàö³éíèé êîëàïñ ÿäðà. Ðîçðàõóíêè ïîêàçóþòü, ùî íà äåÿêèõ ñòàä³ÿõ â³í ïðîò³êຠãîìîëîã³÷íî, òîáòî éîãî øâèäê³ñòü çì³íþºòüñÿ ïðàêòè÷íî ë³í³éíî ³ç ðàä³óñîì, à ìîìåíòàëüí³ ïðîô³ë³ ãóñòèíè ó ð³çí³ ìîìåíòè ÷àñó ïîä³áí³ çà ôîðìîþ, õî÷à ãóñòèíà ³ çðîñòàº. Îá´ðóíòóâàííÿ ö³º¿ ìîäåë³ ìîæíà çíàéòè ó ðîáîò³ Ãîëäðåéõà òà Âåáåðà [29]. Êîëàïñ ïðîò³êຠäóæå øâèäêî ³ ïðîäîâæóºòüñÿ äî òèõ ï³ð, äîïîêè ãóñòèíà ó öåíòð³ íå ñÿãíå âåëè÷èíè rn » 2.8×1014 ã/ñì3. ßêùî ãóñòèíà ó ê³ëüêà ðàç³â ïåðåâèùèòü öþ âåëè÷èíó, òèñê ó ÿäð³ çðîñòຠíàñò³ëüêè, ùî êîëàïñ ïðèïèíÿºòüñÿ. Âíóòð³øíÿ ÷àñòèíà ÿäðà “â³äñêàêóº” â³ä öåíòðà, â òîé ÷àñ ÿê éîãî çîâí³øíÿ ÷àñòèíà ïðîäîâæóº ïàäàòè íà öåíòð. Âíàñë³äîê öüîãî âèíèêຠóäàðíà õâèëÿ, ÿêà ðîçïîâñþäæóºòüñÿ íàçîâí³. Õàðàêòåðíà åíåðã³ÿ ö³º¿ óäàðíî¿ õâèë³ ó äåê³ëüêà ðàç³â ïåðåâèùóº âåëè÷èíó 1044 Äæ. Ïîøèðþþ÷èñü íàçîâí³, âîíà ìîæå çì³íþâàòè íàïðÿì ðóõó ðå÷îâèíè íà ïðîòèëåæíèé, âíà - ñë³äîê ÷îãî ÷àñòèíà ðå÷îâèíè ìîæå áóòè â³ä³ðâàíà â³ä çîð³. Öå ÿâèùå ìè áóäåìî ñïîñòåð³ãàòè ÿê ñïàëàõ íàäíîâî¿ ç³ðêè. ×è çàâæäè â³ä - áóâàºòüñÿ âèáóõ çîð³? ³äïîâ³äü íà öå ïèòàííÿ íåîäíîçíà÷íà ³ º ïðåä - 422 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ ìåòîì äîñë³äæåíü. Âñå çàëåæèòü â³ä òîãî, ÷è êîìïåíñóþòüñÿ âòðàòè åíåð㳿 óäàðíî¿ õâèë³ (íà âèïðîì³íþâàííÿ íåéòðèíî ³ äèñè ïàö³þ àòîìíèõ ÿäåð) ïðèòîêîì ê³íåòè÷íî¿ åíåð㳿 ïàäàþ÷î¿ ðå÷îâèíè ³ äèôó糺þ íåéòðèíî äî ôðîíòó óäàðíî¿ õâèë³ [16]. Äåÿê³ äîñë³äíèêè [36] íà îñíîâ³ äåòàëüíèõ ã³äðîäèíàì³÷íèõ ðîçðàõóíê³â êîëàïñó ðîá - ëÿòü âèñíîâîê ïðî íåâèñîêó åôåêòèâí³ñòü óäàðíî¿ õâèë³ ïðè ñïàëàõó íàäíîâî¿ ç³ðêè. Òîìó ïèòàííÿ ïðî òå, ÷è âñ³ çîð³ åâîëþö³îíóþòü ³ç âèêèäîì çíà÷íî¿ ÷àñòèíè ñâ ìàñè, çàëèøàºòüñÿ ïîêè ùî íåç’ÿñî - âàíèì. ßêùî ç³ðêà ³ç ìàñîþ Ì >10Ì� åâîëþö³îíóº áåç âèáóõó ³ ñêèäàííÿ ìàñè, òî íà ê³íöåâ³é ñòà䳿 åâîëþö³¿ òàêî¿ ç³ðêè óòâîðþºòüñÿ ÷îðíà ä³ðêà. Òàê ñàìî åâîëþö³îíóþòü çîð³, ìàñà ÿäðà ÿêèõ íàäòî âåëèêà äëÿ óòâîðåííÿ íåéòðîííî¿ ç³ðêè. Äî öèõ ï³ð ìè ðîç ãëÿ äà ëè ìî äåë³ åâî ëþö³¿ ³çîëü î âà íèõ, îäè íî êèõ ç³ðîê. Äå ùî ³íøèì øëÿ õîì åâî ëþö³îíó þòü ç³ðêè ó ò³ñíèõ ïîäâ³éíèõ ñèñ òå ìàõ, äå â³äáó âàºòüñÿ àê ðåö³ÿ ðå ÷î âè íè íà êîì ïàêòí³ îá’ºêòè (á³ë³ êàð ëè êè àáî íå é òðîíí³ çâ³ðêè). Ó òà êèõ ñèñ òå ìàõ ìà ñè êîì ïàê òíèõ îá’ºêò³â ìî æóòü çíà÷ íî çá³ëüøóâàòèñÿ ïðî òÿ ãîì êî ðîò êî ãî ÷àñó, ³ ¿õíÿ åâî ëþö³ÿ áó äå ñóòòºâî â³äð³çíÿ òè ñÿ â³ä åâî ëþö³¿ îäè íî êèõ îá’ºêò³â òî - ãî æ êëà ñó. Íàï ðèê ëàä, âíàñë³äîê çðîñ òàí íÿ ìà ñè ïðè àê ðåö³¿ á³ëèõ êàð ëèê³â ó ïîäâ³éíèõ ñèñ òå ìàõ âî íè ìî æóòü ó ðå çóëü òàò³ òàê çâà íî ãî ³íäó êî âà íî ãî êîëàïñó åâîëþö³îíóâàòè äî íåéòðîííèõ ç³ðîê [52, 54, 55, 70, 71, 73]. Îòæå, ê³íöåâ³ ñòà䳿 åâî ëþö³¿ ç³ðêè õà ðàê òå ðè çó þòü ñÿ êà òàñ - òðîô³÷íèì ñòèñ êàí íÿì (êî ëàï ñîì), âíàñë³äîê ÿêî ãî çì³íþºòüñÿ ÿê âíóòð³øíÿ ñòðóê òó ðà, òàê ³ ìàãí³òîñ ôå ðà ç³ðêè. ßêèì ÷è íîì ìîæ íà ñïîñ òåð³ãà òè ö³ ñòà䳿 åâî ëþö³¿? ßêùî ê³íöå âà åâî ëþö³ÿ ç³ðîê â³äáó - âàºòüñÿ ³ç âè êè äîì ìà ñè, òî ö³ ÿâè ùà ñïîñ òåð³ãà þòü ñÿ ÿê ïëà íå òàðí³ òó ìàí íîñò³, ñïà ëà õè íî âèõ òà íàä íî âèõ ç³ðîê. Êî ëè æ åâî ëþö³ÿ ³ êî - ëàïñ ç³ðêè íå ñóï ðî âîä æóºòüñÿ çíà÷ íè ìè âè êè äà ìè ìà ñè, ñïîñ òåð³ãà òè òàê³ ÿâè ùà äó æå âàæ êî. Ó öüî ìó âè ïàä êó íà äà íèé ÷àñ çà ïðî ïî íî âà íî äâà ñïî ñî áè äëÿ ñïîñ òå ðå æåí íÿ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè. Ïåð øèé ³ç íèõ áà - çóºòüñÿ íà ðåºñòðàö³¿ íå é òðè íî, ùî âè íè êຠ³ âèï ðîì³íþºòüñÿ ï³ä ÷àñ êî ëàï ñó. Ïåð øà ³ ïî êè ùî ºäè íà äîñ òîâ³ðíà ðåºñòðàö³ÿ íå é òðè íî â³ä íàä íî âî¿ ç³ðêè áó ëà çðîá ëå íà ï³ä ÷àñ ñïà ëà õó íàä íî âî¿ SN1987À, ÿêèé ñóï ðî âîä æó âàâ ñÿ íå é òðèí íè ìè ñïëåñ êà ìè íà ê³ëüêîõ äå òåê òî ðàõ íå é - òðè íî [2, 20, 37]. Äðó ãèé ñïîñ³á ´ðóí òóºòüñÿ íà ðåºñòðàö³¿ åëåê òðî - ìàãí³òíî ãî òà ãðàâ³òàö³éíî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ, ÿêå âè íè êຠïðè êî - ëàïñ³ ç³ðêè. Òå î ðå òè÷í³ äîñë³äæåí íÿ ïî êà çó þòü [5, 6, 32—34, 36, 44, 52], ùî ïðè êî ëàïñ³ íà ìàãí³÷å íèõ ç³ðîê ïî âèí íî ãå íå ðó âà òè ñÿ ãðàâ³òàö³éíå òà åëåê òðî ìàãí³òíå âèï ðîì³íþ âàí íÿ, ïðè ÷î ìó îñíîâ íè - ìè ãàð ìîí³êà ìè ãðàâ³òàö³éíî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ º êâàä ðó ïîëüí³, à åëåê òðî ìàãí³òíî ãî — äè ïîëüí³. Àëå, íà æàëü, öå âèï ðîì³íþ âàí íÿ íà ñüî ãîäí³ º ëè øå ïðåä ìå òîì òå î ðå òè÷ íî ãî äîñë³äæåí íÿ, ³ éî ãî ³ñíó âàí - íÿ ùå íå ï³äòâåð äæå íå àñ òðî íîì³÷íè ìè ñïîñ òå ðå æåí íÿ ìè. Öå ïî ÿñ - íþºòüñÿ òèì, ùî ÷àñ òî òà êî ëàï ñó ç³ðîê º íàä òî ìà ëîþ, à ôà çà ñòèñ êàí - íÿ ç³ðêè äó æå êî ðîò êîþ, òî ìó âêðàé âàæ êî âèä³ëè òè ³ îòî òîæ íè òè 423 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ åëåê òðî ìàãí³òíå âèï ðîì³íþ âàí íÿ â³ä îêðå ìî¿ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè ñå - ðåä ñïëåñê³â êîñì³÷íî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ ³íøî¿ ïðè ðî äè, íà ïðèê ëàä â³ä ïîäâ³éíèõ ñèñ òåì ³ç àê ðåö³ºþ. Îêð³ì òî ãî, öå ïè òàí íÿ òå î ðå òè÷ íî âèâ ÷å íå íå íà ñò³ëüêè äîá ðå, àáè ÷³òêî âêà çà òè íà ò³ õà ðàê òå ðèñ òè êè äà - íî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ, ÿê³ âèð³çíÿ ëè á éî ãî â³ä âèï ðîì³íþ âàí íÿ ³íøî¿ ïðè ðî äè. Òîìó äîñë³äæåííÿ ïðîöåñ³â âèïðîì³íþâàííÿ ïðè êîëàïñ³ º íà ñüîãîäí³ àêòóàëüíèìè, îñê³ëüêè äàñòü çìîãó â³äïîâ³ñòè íà ïèòàííÿ, ÷è ìîæíà çàðåºñòðóâàòè äàíå âèïðîì³íþâàííÿ, ùî äàëî á ó ñâîþ ÷åðãó ìîæëèâ³ñòü áåçïîñåðåäíüî âèâ÷àòè ôàçó ãðàâ³òàö³éíîãî ñòèñêàííÿ ç³ðêè. Íèæ÷å äîñë³äæóºòüñÿ îäèí ³ç ìîæ ëè âèõ ìå õàí³çì³â åëåê òðî - ìàãí³òíî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ, ÿêå âè íè êຠïðè êî ëàïñ³ ç³ðêè, à ñà ìå — ìàãí³òî ãàëüì³âíå âèï ðîì³íþ âàí íÿ çà ðÿä æå íèõ ÷àñ òè íîê ó çîâí³øíüî - ìó ìàãí³òíî ìó ïîë³, ùî çðîñ òຠó õîä³ êî ëàï ñó ³ ïðè ñêî ðþº ö³ ÷àñ òèí - êè çà ðà õó íîê áå òàò ðîí íî ãî ìå õàí³çìó. ÌÀÃͲÒÎÑÔÅÐÀ ÊÎËÀÏÑÓÞ×ί DzÐÊÈ ßê ïî êà çó þòü ÷è ñåëüí³ äîñë³äæåí íÿ [5, 6, 32—34, 36, 44, 52], ó õîä³ êî - ëàï ñó çîâí³øíº åëåê òðî ìàãí³òíå ïîëå êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè çì³íþºòüñÿ çã³äíî ³ç çàêîíîì B r tr = -2 3m q( )cos , B r tq m q= -3 ( )s in , Bj = 0, E c r t j m q= - ¶ ¶ - -1 2 sin , E Er = =q 0, (1) B r R B B F Rr( , , ) ( ) ( / ) ( cos )/ /q qj q= + = +-2 2 1 2 0 3 2 1 21 2 1 3 , äå m( ) ( / ) ( )t F R t= 1 2 0 — ìàãí³òíèé ìîìåíò ç³ðêè ³ç ðàä³óñîì R(t), ÿêèé çì³íþºòüñÿ ç ÷àñîì, Br , Bq, Bjòà E r , Eq, Ej— êîìïîíåíòè ìàãí³òíîãî òà åëåêòðè÷íîãî ïîë³â, B r R( , , )q — ïîâíå ìàãí³òíå ïîëå, F0= 4 0 2 0pR B — ïî÷àòêîâèé ìàãí³òíèé ïîò³ê ç³ðêè. Òóò âèêîðèñòîâóºòüñÿ ñôåðè÷íà ñèñòåìà êîîðäèíàò, â³ñü z ÿêî¿ çá³ãàºòüñÿ ç ìàãí³òíîþ â³ññþ äèïîëÿ. гâíÿí íÿ (1) îïè ñó þòü çîâí³øíº åëåê òðî ìàãí³òíå ïî ëå êî ëàï ñó þ - ÷î¿ ç³ðêè ³ç ãðàâ³òàö³éíèì ïî ëåì Íüþ òî íà, ³ ¿õ ìîæ íà âè êî ðèñ òî âó âà òè äëÿ ðîç ãëÿ äó ðó õó ÷àñ òè íîê ó ìàãí³òîñ ôåð³ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè ïðîòÿ - ãîì ìàé æå âñüî ãî êî ëàï ñó, çà âè íÿò êîì îá ëàñò³ ïî áëè çó ãðàâ³òàö³éíî - ãî ðàä³óñà, äå íå îáõ³äíî âðàõîâóâàòè ðåëÿòèâ³ñòñüê³ åôåêòè. Âíàñë³äîê êî ëàï ñó ìàãí³òîñ ôå ðà ç³ðêè ñòèñ êàºòüñÿ, çà ðà õó íîê ÷î - ãî ñèëü íî çá³ëüøóºòüñÿ ìàãí³òíå ïî ëå. Öå çì³ííå ìàãí³òíå ïî ëå áó äå ãå íå ðó âà òè åëåê òðè÷ íå ïî ëå, ÿêå ïðè ñêî ðþ âà òè ìå çà ðÿä æåí³ ÷àñ òèí êè äî ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ åíåðã³é. Ðó õà þ ÷èñü ó ìàãí³òíî ìó ïîë³, ö³ ÷àñ òèí êè áó äóòü ãå íå ðó âà òè íå òåï ëî âå ìàãí³òîãàëüì³âíå åëåêòðîìàãí³òíå âè - ïðî ì³ íþâàííÿ. Ìàãí³òîñôåðà, ïîëå ÿêî¿ îïèñóºòüñÿ ð³âíÿííÿìè (1), ìîæå ³ñíó - âàòè ëèøå çà óìîâè, êîëè íà ¿¿ ñòðóêòóðó òà äèíàì³êó ÷àñòèíîê ñóòòºâî 424 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ íå âïëèâàþòü òàê³ ôàêòîðè, ÿê òèñê ÷àñòèíîê, ¿õí³ âçàºìí³ ç³òêíåííÿ òà îáåðòàííÿ ç³ðêè [10, 11, 39]. Ñïî÷àòêó îö³íèìî âïëèâ òèñêó ÷àñòèíîê íà ñòðóêòóðó ìàãí³òíîãî ïîëÿ. Öåé òèñê ìîæíà íå âðàõîâóâàòè, êîëè â³í ìåíøèé â³ä òèñêó ìàã - í³òíîãî ïîëÿ, òîáòî êîëè âèêîíóºòüñÿ íåð³âí³ñòü B2 8/ ( )p > rn2/2. Äëÿ ìàã í³òîñôåðè ³ç äèïîëüíèì ìàãí³òíèì ïîëåì B(r) » F0Rr–3, ÿêà ì³ñòèòü çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè ç ê³íåòè÷íîþ åíåð㳺þ E, öþ íåð³âí³ñòü ìîæíà çàïèñàòè Ne > F R Er0 2 2 68/ ( )p . Äëÿ ç³ðîê íà ê³íöåâèõ ñòàä³ÿõ åâîëþö³¿ (íåéòðîíí³ ç³ðêè òà á³ë³ êàðëèêè) òèïîâå çíà÷åííÿ ìàãí³òíîãî ïîòîêó ñêëàäຠF0 » 5×1023 Ãñ×ñì2 [13—17]. Ïðè òàêèõ çíà÷åííÿõ ïîòîêó âêàçàíà íåð³âí³ñòü çàëèøàºòüñÿ ñïðàâåäëèâîþ äëÿ äóæå ù³ëüíèõ ³ ïðîòÿæíèõ ìàãí³òîñôåð, ÿê³ ì³ñòÿòü ðåëÿòèâ³ñòñüê³ ÷àñòèíêè ç åíåð - 㳺þ E £ 1012 åÂ. Íàïðèêëàä, äëÿ ìàãí³òîñôåðè ç ðàä³óñîì r = 100R öÿ íåð³âí³ñòü âèêîíóºòüñÿ äî êîíöåíòðàö³¿ Ne £ 1034 ñì–3. Òàêà êîí - öåíòðàö³ÿ õàðàê òåðíà äëÿ âíóòð³øí³õ îáëàñòåé íåéòðîííî¿ ç³ðêè, à íå äëÿ ìàãí³òî ñôåðè, äëÿ ÿêî¿ Ne = 1011...1014 ñì–3 ïîáëèçó ïîâåðõí³. Òîìó íàäàë³ ìè íå áóäåìî âðàõîâóâàòè âïëèâ òèñêó ÷àñòèíîê íà ñòðóêòóðó ïîëÿ ó ìàãí³òîñôåð³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè. Ùå îäíèì ÷èííèêîì, ÿêèé ìîæå âïëèâàòè íà äèíàì³êó ÷àñòèíîê, º ¿õí³ âçàºìí³ ç³òêíåííÿ. Öåé ôàêòîð ìîæíà íå âðàõîâóâàòè äëÿ ìàãí³òîñôåðè ç³ðêè çà óìîâè, êîëè ÷àñ tc ì³æ ç³òêíåííÿìè ÷àñòèíîê á³ëüøèé çà òðèâàë³ñòü tk êîëàïñó ç³ðêè. Äëÿ åëåêòðîííî¿ ïëàçìè ÷àñ ì³æ ç³òêíåííÿìè ÷àñòèíîê äîð³âíþº tc = ( )cN e ees -1 , äå s ee = 10–25 ñì2 — åôåêòèâíèé ïåðåð³ç âçàºìî䳿 åëåêòðîí³â [7]. Òðèâàë³ñòü êîëàïñó ç³ðêè ìîæíà çíàéòè ³ç çàêîíó â³ëüíîãî ïàä³ííÿ dR dt GM R RR= -[ ( ) / ( )]* * /2 1 1 2 , çâ³äêè t R GM R Rk = - + -( / ( )) [( ) ( / ) ]/ * / * /2 1 1 11 2 1 2 1 2arcsin . Òóò R*= R0 /R — áåçðîçì³ðíèé ðàä³óñ, ÿêèé ïî êà çóº, ó ñê³ëüêè ðàç³â çìåí øèâ ñÿ ðàä³óñ ç³ðêè ï³ä ÷àñ êî ëàï ñó, G — ãðàâ³òàö³éíà ñòà ëà. ²ç íåð³âíîñò³ tk < tc âèïëèâàº, ùî ç³òêíåííÿ ó ìàãí³òîñôåð³ ìîæíà íå âðàõîâóâàòè äî ãóñòèíè N e £ 3×1014tk -1 . Äëÿ ìàãí³òîñôåðè êîëàïñóþ - ÷î¿ ç³ðêè ³ç ìàñîþ M ³ M� íà ê³íöåâ³é ñòà䳿 êîëàïñó (R*= R0 /R = 1000, R = 106 ñì), öÿ êîíöåíòðàö³ÿ ñêëàäຠN e £ 1012 ...1014 ñì–3, ùî ïåðå - âèùóº òèïîâå çíà÷åííÿ ãóñòèíè äëÿ ìàãí³òîñôåðè íåéòðîííî¿ ç³ðêè. Òîìó íàäàë³ ìè íå áóäåìî âðàõîâóâàòè âïëèâ âçàºìíèõ ç³òêíåíü ì³æ ÷àñòèíêàìè íà ¿õíþ äèíàì³êó. Íàðåøò³, ðîçãëÿíåìî âïëèâ îáåðòàííÿ ç³ðêè íà ¿¿ çîâí³øíº åëåê - òðîìàãí³òíå ïîëå. Âíàñë³äîê îáåðòàííÿ ç³ðêè á³ëÿ ¿¿ ïîâåðõí³ âèíèêຠåëåêòðè÷íå ïîëå E ||= c-1WBR (òóò W — êóòîâà ÷àñòîòà îáåð òàííÿ) [28]. Öå ïîëå, ÿê ³ ïîëå Ej , áóäå âïëèâàòè íà äèíàì³êó çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê 425 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ ó ìàãí³òî ñôåð³. ³äíîøåííÿ åëåêòðè÷íèõ ïîë³â Ej ³ E || á³ëÿ ïîâåðõí³ ç³ðêè äîð³âíþº q E E P GM RII= »j p/ ( / ) / ( )/2 21 2 , ³ äëÿ Ì < 2Ì�, R = 106 ñì, Ð = 1 ñ ñêëàäຠq » 1010 (P — ïåð³îä îáåðòàííÿ ç³ðêè). ßê áà÷èìî, âèõðîâå åëåêòðè÷íå ïîëå çíà÷íî ñèëü - í³øå çà åëåêòðè÷íå ïîëå, îáóìîâëåíå îáåðòàííÿì ç³ðêè. Òîìó ìîæíà íå âðàõîâóâàòè âïëèâó îáåðòàííÿ ç³ðêè íà äèíàì³êó ÷àñòèíîê ó ¿¿ ìàã - í³òîñôåð³. Òàêèì ÷èíîì, ïëàçìó ó ìàãí³òîñôåð³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè ìîæíà ââàæàòè âìîðîæåíîþ ó ìàãí³òíå ïîëå ³ íå âðàõîâóâàòè ç³òêíåíü. Ó öüîìó âèïàäêó äëÿ äîñë³äæåííÿ ðóõó ÷àñòèíîê ó ìàãí³òîñôåð³ ìîæíà ñêîðèñòàòèñÿ ìåòîäîì äðåéôîâîãî íàáëèæåííÿ. Öåé ìåòîä ìîæíà âèêîðèñòîâóâàòè, êîëè ïåð³îä çì³íè ìàãí³òíîãî ïîëÿ çíà÷íî á³ëüøèé çà ïåð³îä îáåðòàííÿ ÷àñòèíêè íàâêîëî ñèëîâî¿ ë³í³¿, òîáòî êîëè âèêîíóþòüñÿ óìîâè [2] T B B t g - ¶ ¶ <<1 1, n l g lT B B- <<1 1( )grad , rB B p - <<1 1( )grad . Òóò Tg = 2pgmc eB/ ( ) òà r n g= p mc eB/ ( )— ïåð³îä ³ ðàä³óñ îáåðòàííÿ ÷àñòèíêè íàâêîëî ñèëîâî¿ ë³í³¿ (ïåð³îä ³ ðàä³óñ Ëàðìîðà); n l ³ n p— â³äïîâ³äíî ïàðàëåëüíà ³ ïåðïåíäèêóëÿðíà äî ìàãí³ò íîãî ïîëÿ ñêëàäîâ³ øâèäêîñò³ ðóõó ÷àñòèíîê; g = (1 – n 2 2 1 2/ ) /c — ëîðåíö-ôàêòîð ÷àñ òè - íîê; (gradB)l ³ (gradB)p — ïàðàëåëüíà ³ ïåðïåíäèêóëÿðíà ñêëàäîâ³ ãðà䳺íòà ìàãí³òíîãî ïîëÿ. Ö³ óìî âè äà þòü çìî ãó âèç íà ÷è òè â³äñòàí³ òà åíåð㳿, äëÿ ÿêèõ áó äå ñïðà âåä ëè âèì äðåé ôî âå íà áëè æåí íÿ ïðè äîñë³äæåíí³ ðó õó çà ðÿä æå - íèõ ÷àñ òè íîê ó ìàãí³òîñ ôåð³ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè. Ç óðàõóâàííÿì (1) îòðèìàºìî r r<< =1 = + - -[ / ( )] ( cos ) [ ( ) / ]/ / / /e mc F GM R R4 1 3 2 11 3 2 1 6 0 1 3 4 1 6pg q , r r<< 2 = = [ / ( )] [( cos ) / (cos ( cos ) )/ / /e mc l4 1 3 3 51 2 2 1 2 2 1 2pg n q q q+ + ] / /F R0 1 2 1 2 , r r<< 3 = = [ / ( )] [( cos ) / (sin ( cos ) )]/ / /e mc p6 1 3 11 2 2 1 2 2 1 2pg n q q q+ + F R0 1 2 1 2/ / , Òóò gm c = E /c, g nmc l = E l , g nmc p= E päëÿ ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ ÷àñ òè íîê òà g = 1, m ln = ( ) /2 1 2E l , m pn = ( ) /2 1 2E p äëÿ íå ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ ÷àñ òè íîê, E, El, Ep — â³äïîâ³äíî ïî âíà åíåðã³ÿ, ïî çäîâ æíÿ òà ïî ïå ðå÷ íà ñêëà äîâ³ åíåð㳿 ÷àñòèíîê). Ó òàáë. 1 íàâåäåíî ì³í³ìàëüí³ çíà÷åííÿ âåëè÷èí r1, r2, r3 äëÿ åëåêòðîí³â ó çàëåæíîñò³ â³ä åíåð㳿 ÷àñòèíîê E òà ðàä³óñà R äëÿ 426 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ âèáðàíî¿ ðàí³øå ìîäåë³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè. ²ç äàíèõ òàáë. 1 ìîæíà âèçíà÷èòè â³äñòàí³ r äëÿ îáëàñò³ ìàãí³òîñôåðè 109 < r < 1013 ñì. Íà ê³íöåâèõ ñòàä³ÿõ êîëàïñó (R = 106 ñì) öÿ îáëàñòü îáìåæåíà â³äñòàíÿìè 3×106 < r < 109 ñì. Òà êèì ÷è íîì, àíàë³ç ïî êà çóº, ùî ïðè äîñë³äæåíí³ ðó õó çà ðÿä æå - íèõ ÷àñ òè íîê ó ìàãí³òîñ ôåð³ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè ìå òî äîì òå î𳿠àä³àáà - òè÷ íèõ ³íâàð³àíò³â ìîæ íà êî ðèñ òó âà òè ñÿ ó äó æå øè ðî êî ìó ä³àïà çîí³ åíåðã³é ³ â³äñòàíåé. ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ Ó ÌÀÃͲÒÎÑÔÅв ÊÎËÀÏÑÓÞ×ί DzÐÊÈ Ìàãí³òíå ïîëå ç³ðêè çì³íþºòüñÿ çã³äíî ³ç çàêîíîì (1), çá³ëüøóþ÷èñü ³ç çìåí øåí íÿì ðàä³óñà ç³ðêè ³ äî ñÿ ãà þ ÷è äóæå âå ëè êèõ çíà ÷åíü íà ê³íöå - âèõ ñòàä³ÿõ êî ëàï ñó (äî 1012 Ãñ ó íå é òðîí íèõ ç³ðêàõ). Åíåðã³ÿ ÷àñ òè íîê çì³íþºòüñÿ âíàñë³äîê äâîõ ìå õàí³çì³â — áå òàò ðîí íî ãî ïðè ñêî ðåí íÿ ÷àñ òè íîê åëåê òðè÷ íèì ïî ëåì Åj ³ çà ðà õó íîê ìàãí³òîãàëüì³âíèõ âòðàò åíåð㳿. Ðîç ãëÿ íå ìî äå òàëüí³øå ïðî öåñ ïðèñêîðåííÿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê ó ìàãí³òîñôåð³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè. Ó õîä³ êîëàïñó ðàä³óñ ç³ðêè çìåí - øóºòüñÿ â³ä ïî÷àòêîâîãî çíà÷åííÿ R0 äî çíà÷åííÿ Rg (ãðàâ³òàö³éíèé ðàä³óñ Øâàðöøèëüäà). Íà ðóõ çàðÿäæåíî¿ ÷àñòèíêè ó ìàãí³òîñôåð³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè áóäóòü âïëèâàòè åëåêòðîìàãí³òíå òà ãðàâ³òàö³éíå ïîëÿ. Îñê³ëüêè ñï³ââ³äíîøåííÿ ì³æ åëåêòðîìàãí³òíîþ ³ ãðàâ³òàö³é - íîþ âçàºìî䳺þ äîñèòü âåëèêå (e/mc » 2×107), òî ïðàêòè÷íî ïðî òÿãîì âñüîãî êîëàïñó (çà âèíÿòêîì õ³áà ùî îáëàñò³ ïîáëèçó ãðà â³ òà ö³éíîãî ðàä³óñà) âïëèâîì ãðàâ³òàö³éíîãî ïîëÿ íà ðóõ çàðÿäæåíî¿ ÷àñòèíêè ìîæíà çíåõòóâàòè. Ó öüîìó âèïàäêó âíàñë³äîê áåòàòðîííîãî ïðè ñêî - ðåí íÿ åíåðã³ÿ ÷àñòèíîê ó õîä³ êîëàïñó çì³íþºòüñÿ çà çàêîíîì [4] 427 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ E, Ìå R = 108 ñì R = 107 ñì R = 106 ñì r1 r2 r3 r1 r2 r3 r1 r2 r3 0.01 1012 8×1012 2×1014 2×1011 3×1011 5×1012 2×1010 8×1010 2×1012 1 8×1011 3×1012 5×1013 1011 1011 2×1012 2×1010 3×1010 5×1010 100 2×1011 3×1011 5×1012 3×1010 1010 2×1011 4×109 3×109 5×109 104 4×1010 3×1010 5×1011 6×109 109 2×1010 9×108 3×108 5×108 106 8×109 3×109 5×1010 109 108 2×109 2×108 3×107 5×107 108 2×109 3×109 5×109 3×108 107 2×108 4×107 3×107 5×106 Òàáëèöÿ 1. Çíà÷åííÿ âåëè÷èí r1, r2, r3 äëÿ åëåêòðîí³â â çàëåæíîñò³ â³ä åíåð㳿 ÷àñòèíîê E òà ðàä³óñà R dE dt p a æ è ç ö ø ÷ = - 1 3 ndivu, (2) äå u = -cB 2[EB]— äðåéôîâà øâèäê³ñòü ÷àñòèíîê, ð — ¿õí³é ³ìïóëüñ, E, B — åëåêòðè÷íå ³ ìàãí³òíå ïîëå. Äëÿ äèïîëüíîãî ìàãí³òíîãî ïîëÿ (1) îòðèìàºìî êîìïîíåíòè äðåéôîâî¿ øâèäêîñò³ u t rr = ¶ ¶ +- -m m q q1 2 2 11 3( / ) sin ( cos ) , u t rq m m q q q= ¶ ¶ +- -2 1 31 2 1( / ) sin cos ( cos ) , (3) uj = 0. ϳäñòàâëÿþ÷è (2) ó (3), îòðèìàºìî dE dt t p f a æ è ç ö ø ÷ = - ¶ ¶ -5 3 1m m n q( ), (4) äå f ( ) ( cos . cos )( cos )q q q q= + - + -3 12 1 1 34 2 2 2 . Âè êî ðèñ òî âó þ ÷è çà êîí â³ëüíî ãî ïàä³ííÿ ³ ïå ðå õî äÿ ÷è äî íî âî¿ çì³ííî¿ R = R(t), äëÿ øâèä êîñò³ çì³íè åíåð㳿 îòðèìàºìî dE dR a ER a æ è ç ö ø ÷ = - - 1 1( )q . (5) Òóò a1 ( )q = ( / ) ( )5 3 1k f q , k1 = 2 òà k1 =1 â³äïîâ³äíî äëÿ íå ðå ëÿ - òèâ³ñòñüêèõ òà ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ ÷àñ òè íîê. ²íòåã ðó þ ÷è ð³âíÿí íÿ (5), äëÿ çà ðÿä æå íèõ ÷àñ òè íîê ³ç ïî ÷àò êî âîþ åíåð㳺þ E0 îò ðè ìàºìî E E E R a/ * * ( ) 0 1= = - q . (6) Ïî êàç íèê ñòå ïå íÿ a1 ( )q çàëåæèòü â³ä êî îð äè íà òè q ³ çì³íþºòüñÿ ó ìåæ àõ -3.33 £ a1(q) £ 0.67. Äëÿ q0 = 0.9 (àáî 50°) çíà ÷åí íÿ a1(q) = 0. Ôîð ìó ëà (5) âèç íà ÷ຠøâèäê³ñòü ðîñ òó åíåð㳿 ÷àñ òè íîê ó çì³ííî - ìó çîâí³øíüî ìó ìàãí³òíî ìó ïîë³ êî ëàï ñó þ ÷î¿ çîð³. Ó ðå çóëü òàò³ 428 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ Ðèñ. 1. Çì³íè åíåð㳿 ÷àñòèíîê ó õîä³ êîëàïñó ãðàâ³òàö³éíî ãî êî ëàï ñó ç³ðêè ó ¿¿ ìàãí³òîñ ôåð³ â³äáó âàºòüñÿ äó æå çíà÷ - íå ïðè ñêî ðåí íÿ çà ðÿä æå íèõ ÷àñ òè íîê (ðèñ. 1). Äåòàëüíó êàð òè íó çì³íè åíåð 㳿 çà ðÿä æå íèõ ÷àñ òè íîê ó ìàãí³òîñ ôåð³ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè ïîêà - çàíî íà ðèñ. 2. ßê âèäíî, ïðè ñêî ðåí íÿ ÷àñ òè íîê â³äáó âàºòüñÿ ó ïî ëÿð - íèõ îá ëàñ òÿõ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè, ³ íà ê³íöå âèõ ñòàä³ÿõ êî ëàï ñó ÷àñ òèí - êè ó ìàãí³òîñ ôåð³ ïðè ñêî ðþ þòü ñÿ äî ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ åíåðã³é. Äîñë³äèìî ïèòàííÿ, äî ÿêèõ ìàêñèìàëüíèõ âåëè÷èí ìîæå çá³ëü - øó âàòèñÿ åíåðã³ÿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê âíàñë³äîê òàêîãî ìåõàí³çìó. 429 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ Ðèñ. 2. Çì³íè åíåð㳿 çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê ó ìàãí³òîñôåð³ ç³ðêè íà ð³çíèõ ñòàä³ÿõ êîëàïñó: a — R* £ 10, á — 10 £ R* £ 100, â — 100 £ R* £ 1000, ã — 104 £ R* £ 105, ä — 105 £ R* £ 5×105, å — 5×105 £ R* £ 106 Ïðîöåñ ïðèñêîðåííÿ ìîæå ïðèïèíèòèñÿ âíàñë³äîê äâîõ ïðè÷èí: 1) êî - ëè øâèäê³ñòü âòðàò åíåð㳿 ÷àñòèíîê âíàñë³äîê ìàãí³òî ãàëü ìóâàííÿ ïî÷èíຠïåðåâèùóâàòè øâèäê³ñòü ¿¿ ïðèðîñòó çà ðàõóíîê ïðèñêîðåííÿ ³ 2) êîëè ã³ðîðàä³óñè ÷àñòèíîê ñòàþòü á³ëüøèìè çà ðîçì³ðè îáëàñò³ ïðèñêîðåííÿ, ³ ìàãí³òíå ïîëå íå ìîæå á³ëüøå âòðèìóâàòè ÷àñòèíêè ó ö³é îáëàñò³. Ñïî ÷àò êó ðîç ãëÿ íå ìî ïåð øó ïðè ÷è íó çó ïèí êè ïðè ñêî ðåí íÿ ÷àñ - òè íîê. Çìåí øåí íÿ åíåð㳿 ÷àñ òè íîê çà ðà õó íîê ìàãí³òî ãàëüì³âíèõ âòðàò âèçíà÷àºòüñÿ ñï³ââ³äíîøåííÿì [3, 7] dE dt e m c B E s æ è ç ö ø ÷ = 2 3 4 4 7 2 2 2sin q, ÿêå äëÿ íîâî¿ çì³ííî¿ R(t) ó äèïîëüíîìó ìàãí³òíîìó ïîë³ ìຠâèãëÿä dE dR e m c R GMR R F g R E r s æ è ç ö ø ÷ = - - 4 4 7 0 0 0 2 2 2 6 6 2 1( ) ( ) ( )q , (7) äå g( ) ( cos )sinq q q= +1 3 2 2 . Ðåçóëüòóþ÷à øâèäê³ñòü çì³íè åíåð㳿 ÷àñòèíêè âíàñë³äîê âêàçàíèõ äâîõ ìåõàí³çì³â äîð³âíþº dE dR dE dR dE dRa s æ è ç ö ø ÷ = æ è ç ö ø ÷ - æ è ç ö ø ÷ = = - - - -5 3 6 2 1 1 4 4 7 0 0 0 2 2 2 6k f E e m c R GMR R F g R E r( ) ( ) ( ) ( )q q . (8) ßêùî ïîçíà÷èòè ñï³ââ³äíî øåí íÿ ì³æ öèìè äâîìà ïðîöåñàìè âåëè÷èíîþ Q dE dR dE dRa s = æ è ç ö ø ÷ æ è ç ö ø ÷ , òî çíà÷åííþ Q = 1 â³äïîâ³äຠð³âíîâàãà, êîëè åíåðã³ÿ ÷àñòèíîê íå çì³íþºòüñÿ. Ïðè Q < 1 åíåðã³ÿ ÷àñòèíîê çìåíøóºòüñÿ, ïðè Q > 1 — çá³ëüøóºòüñÿ. Ó òàáë. 2 ïðèâåäåíî çíà÷åííÿ åíåðã³é, äëÿ ÿêèõ âèêîíóºòüñÿ óìîâà Q = 1. Ö³ çíà÷åííÿ åíåð㳿 º ìàêñèìàëüíèìè, äî ÿêèõ ìîæóòü ïðèñêîðþâàòèñÿ ÷àñòèíêè ó âèáðàí³é íàìè ìîäåë³ êîëàïñó. Äëÿ ÷àñòèíîê ç á³ëüøèìè åíåðã³ÿìè áóäóòü ïåðåâàæàòè ìàãí³òîãàëüì³âí³ âòðàòè. Äðó ãîþ ïðè ÷è íîþ, ÿêà ìî æå ïðè ïè íè òè ïðî öåñ ïðè ñêî ðåí íÿ çà - ðÿä æå íî¿ ÷àñ òèí êè ó ìàãí³òîñ ôåð³ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè, º âèõ³ä ÷àñ òèí - êè ³ç îá ëàñò³ ïðè ñêî ðåí íÿ. Öå â³äáó âàºòüñÿ òîä³, êî ëè åíåðã³ÿ ÷àñ òèí êè çðîñ òຠäî âå ëè ÷è íè, ïðè ÿê³é ã³ðî ðàä³óñ rH ÷àñ òèí êè ó ìàãí³ò íî ìó ïîë³ ñòຠá³ëüøèì â³ä ðàä³óñà Ra îá ëàñò³ ïðè ñêî ðåí íÿ. óðî ðàä³óñ çà - ðÿä æå íî¿ ÷àñ òèí êè ³ç åíåð㳺þ, ùî çì³íþºòüñÿ çà çàêîíîì (6), áóäå çì³íþâàòèñÿ ÿê 430 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ r E F r R H = +150 1 30 2 1 2 3 ( cos ) /q = = E F R r R a a 0 0 2 1 2 0 3 1150 1 3 1 1( cos ) / ( ) ( )+ +q q q . (9) Îñê³ëüêè âåëè÷èíà 1/2 £ (1 + 3 2 1 2cos ) /q £ 1 äëÿ 0 £ q £ p/2, íàäàë³ íå áóäåìî âðàõîâóâàòè çàëåæí³ñòü ã³ðîðàä³óñà â³ä êóòà q. Äëÿ ç³ðîê òèïîâå çíà÷åííÿ ìàãí³òíîãî ïîòîêó ñòàíîâèòü F0 » 5×1023 Ãñ/ñì2. Ïðè òàêèõ çíà÷åííÿõ ìàãí³òíîãî ïîòîêó r E r R RH a » »- + -10 26 3 1 1 1( )q . (10) ²ç ñï³ââ³äíîøåííÿ (10) âèïëèâàº, ùî ó ïîëÿðíèõ îáëàñòÿõ ìàãí³òî - ñôåðè, äëÿ ÿêèõ a1 ( )q + 1 > 0, ã³ðîðàä³óñ ÷àñòèíêè çá³ëüøóºòüñÿ ó õîä³ êîëàïñó âíàñë³äîê çìåíøåííÿ ðàä³óñà ç³ðêè. ×àñòèíêà áóäå ïðèñêîðþ - âàòèñü ó ìàãí³òîñôåð³ äî òèõ ï³ð, ïîêè ¿¿ ã³ðîðàä³óñ rH çàëèøàòèìåòüñÿ ìåíøèì çà ðîçì³ðè îáëàñò³ ïðèñêîðåííÿ Ra: r r R E E r R RH a( , , ) » <-10 26 3 . (11) ϳñëÿ äîñÿãíåííÿ rH > Ra ìàãí³òíå ïî ëå íå â çìîç³ óòðè ìó âà òè ÷àñ - òèí êó íà ñè ëîâ³é ë³í³¿, ³ âîíà âè õî äèòü ³ç ìàãí³òîñôåðè. Äëÿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê, ÿê³ ïåðåáóâàþòü íà ìàãí³òí³é ñèëîâ³é ë³í³¿ ³ç êîîðäèíàòîþ r, ðîçì³ð îáëàñò³ ïðèñêîðåííÿ Ra íå ïîâèíåí ïåðåâèùóâàòè ðîçì³ð³â îáëàñò³, ÿêó çàéìຠìàãí³òíà ë³í³ÿ, òîáòî Ra £ £ 2r . Òîìó óìîâà (11) âèêîíóºòüñÿ äëÿ ÷àñòèíîê ³ç åíåð㳺þ E r R R £ × æ è ç ö ø ÷ - 2 10 126 2 . (12) Îñê³ëüêè r ³ R, òî ïðè çàì³í³ r = R íåð³âí³ñòü (12) âè êî íóºòüñÿ ïðî - òÿ ãîì âñüî ãî êî ëàï ñó äëÿ âñ³õ îá ëàñ òåé r ³ R ó ìàãí³òîñ ôåð³ äëÿ ÷àñ òè - íîê ç åíåð㳺þ E < 1026 1R- . (13) Ó âèá ðàí³é íà ìè ìî äåë³ ðàä³óñ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè çì³íþºòüñÿ ó ìåæ àõ 106 £ R £ 1011 ñì. Äëÿ òà êî¿ ìî äåë³ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè ó ¿¿ 431 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ r/R R = 109 ñì R = 108 ñì R = 107 ñì R = 106 ñì 5 4.6×109 1.5×107 4.6×104 1.5×102 10 3.0×1011 109 3.0×106 104 50 4.6×1014 1.5×1012 4.6×109 1.5×107 100 3.0×1017 1015 3.0×1012 1010 Òàáëèöÿ 2. Çíà÷åííÿ åíåð㳿 Å (åÂ), äëÿ ÿêèõ Q =1 ïðè ð³çíèõ çíà÷åííÿõ R òà r/R ìàãí³òîñ ôåð³ ìî æóòü óòðè ìó âà òè ñÿ ³ ïðè ñêî ðþ âà òè ñÿ çà ðÿä æåí³ ÷àñ - òèí êè ³ç åíåð㳺þ 1015 £ E £ 1020 åÂ. (14) Ó òàáë. 3 íàâåäåíî çíà÷åííÿ åíåðã³é, äëÿ ÿêèõ âèêîíóþòüñÿ óìîâè Q = 1 òà rH/Ra = 1. Öå ò³ ìàêñèìàëüí³ åíåð㳿, äî ÿêèõ ìîæóòü ïðèñêîðþâàòèñÿ ÷àñòèíêè ó âèáðàí³é íàìè ìîäåë³ êîëàïñó, òîìó ùî ïðè á³ëüøèõ åíåðã³ÿõ áóäóòü àáî ïåðåâàæàòè ìàãí³òîãàëüì³âí³ âòðàòè, àáî ÷àñòèíêè áóäóòü âèõîäèòè ³ç îáëàñò³ ïðèñêîðåííÿ. ßê áà÷èìî, ìàêñèìàëüíà åíåðã³ÿ, äî ÿêî¿ ìîæóòü ïðèñêîðþâàòèñÿ ÷àñòèíêè íà ð³çíèõ ñòàä³ÿõ êîëàïñó, çàëåæèòü â³ä ¿õíüîãî ïîëîæåííÿ ó ìàãí³òîñôåð³. ×àñòèíêè áóäóòü çàçíàâàòè íàéá³ëüøèõ ìàãí³òî ãàëüì³â - íèõ âòðàò ïîáëèçó ïîâåðõí³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè ³ ó âíóòð³øí³õ îáëàñòÿõ ìàãí³òîñôåðè (ïðè ìàëèõ çíà÷åííÿõ r/R), äå ìàãí³òíå ïîëå ìຠìàê ñè - ìàëü íå çíà÷åííÿ. Òîìó ìàêñèìàëüíà åíåðã³ÿ ïðèñêîðåíèõ ÷àñòèíîê ó öèõ îáëàñòÿõ áóäå çíà÷íî íèæ÷îþ, í³æ ó çîâí³øí³õ îáëàñòÿõ ìàã - í³òîñôåðè (äëÿ âåëèêèõ r/R). Íàïðèêëàä, íà ðàíí³õ ñòàä³ÿõ êîëàïñó (R = 109 ñì) ïîáëèçó ïîâåðõí³ ç³ðêè (r/R = 5) çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè ìîæóòü ïðèñêîðþâàòèñÿ ëèøå äî åíåð㳿 Å £ 1010 åÂ, à ó çîâí³øí³õ îáëàñòÿõ (r/R >100) — äî åíåð㳿 Å > 1017 åÂ. Íà ñåðåäí³õ ñòàä³ÿõ êîëàïñó (107 £ R £ 108 ñì), êîëè ìàãí³òíå ïîëå çíà÷íî çá³ëüøó ºòüñÿ, âòðàòè íà ñèíõðîòðîííå âèïðîì³íþâàííÿ çðîñòàþòü, ³ ìàêñè ìàëüíà åíåðã³ÿ, äî ÿêî¿ ìîæóòü ïðèñêîðþâàòèñü çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè, çìåíøóºòüñÿ. Íà ïðèê³íöåâ³é ñòà䳿 êîëàïñó (R = 106 ñì) ìàãí³òíå ïîëå äîñÿãຠìàêñèìàëüíèõ çíà÷åíü (äî B =1012 Ãñ íà ïîâåðõí³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè), ³ ìàãí³òîãàëüì³âí³ âòðàòè ñòàþòü ìàêñèìàëüíèìè. Òîìó íà ö³é ñòà䳿 çíà÷íî çìåíøóºòüñÿ ìàêñèìàëüíà åíåðã³ÿ, äî ÿêî¿ ìîæóòü ïðèñêîðþâàòèñü çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè. Òàê, á³ëÿ ïîâåðõí³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè ìîæóòü ïðèñêîðþâàòèñü ëèøå äî åíåðã³é Å£100 åÂ, îñê³ëüêè ó òàêîìó ñèëüíîìó ìàãí³òíîìó ïîë³ äëÿ ÷àñòèíîê âèùèõ åíåðã³é ìàãí³òîãàëüì³âí³ âòðàòè åíåð㳿 áóäóòü äîì³íóâàòè íàä 432 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ r/R R = 1010 ñì R = 109 ñì R = 108 ñì R = 107 ñì R = 106 ñì Es Er Es Er Es Er Es Er Es Er 5 2×1011 8×1014 5×109 8×1015 2×107 8×1016 5×104 8×1017 200 8×1018 10 1013 2×1014 3×1011 2×1015 109 2×1016 3×106 2×1017 104 2×1018 50 2×1016 8×1012 5×1014 8×1013 2×1012 8×1014 5×109 8×1015 2×107 8×1016 100 1019 2×1012 3×1017 2×1013 1015 2×1014 3×1012 2×1015 1010 2×1016 500 2×1022 8×1010 5×1020 8×1011 2×1018 8×1012 5×1015 8×1013 2×1013 8×1014 1000 1025 2×1010 3×1023 2×1011 1021 2×1012 3×1018 2×1013 1016 2×1014 Òàáëèöÿ 3. Çíà÷åííÿ ìàêñèìàëüíî¿ åíåð㳿 Ås (åÂ), äî ÿêî¿ ìîæóòü ïðèñêîðþâàòèñÿ çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè ó ìàãí³òîñôåð³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè íà ð³çíèõ ñòàä³ÿõ êîëàïñó (äëÿ ÿêî¿ Q = 1) òà ìàêñèìàëüíî¿ åíåð㳿 År (åÂ) ÷àñòèíîê, ÿê³ ìîæóòü óòðèìóâàòèñÿ ó ð³çíèõ îáëàñòÿõ ìàãí³òîñôåðè (äëÿ ÿêî¿ rH /Ra = 1) äëÿ ð³çíèõ ñòàä³é êîëàïñó (106 £ R £ 1010 cì) ó ð³çíèõ îáëàñòÿõ ìàãí³òîñôåðè (5 £ r/R £ 1000) ïðîöåñîì ïðèñêîðåííÿ. Ó çîâí³øí³õ îáëàñòÿõ ìàãí³òîñôåðè (äëÿ 100 < < r/R < 1000) íà ê³íöåâ³é ñòà䳿 êîëàïñó ÷àñòèíêè ìîæóòü ïðèñêî - ðþâàòèñÿ äî åíåðã³é 1010 < Å < 1016 åÂ. Îòæå, ÿêùî íå âðàõîâóâàòè ìàãí³òîãàëüì³âíèõ âòðàò, êîëàïñóþ÷³ ç³ðêè ìîãëè á áóòè äæåðåëàìè êîñì³÷íèõ ïðîìåí³â àæ äî åíåðã³é 1020 åÂ. Àëå ðàí³øå ìè áà÷èëè (òàáë. 1), ùî ìàãí³òîãàëüì³âí³ âòðàòè ñóòòºâî îáìåæóþòü ìàêñèìàëüíó åíåðã³þ, äî ÿêî¿ ìîæóòü ïðèñêî - ðþâàòèñü ÷àñòèíêè. Òàê, íà ïî÷àòêîâ³é ñòà䳿 êîëàïñó (R = 1010 ñì) âåëè÷èíà ìàêñèìàëüíî¿ åíåð㳿, ÿêà îáìåæóºòüñÿ ìàãí³òî ãàëüì³â íèìè âòðàòàìè, ñòàíîâèòü 1011£ Å £ 1019 å äëÿ ð³çíèõ îáëàñòåé ìàã í³ òî - ñôåðè (5 £ r/R £ 100). Íà ö³é ñòà䳿 êîëàïñó ó ìàãí³òîñôåð³ ìîæóòü óòðèìóâàòèñü ÷àñòèíêè ç åíåð㳺þ 1012 £ E £1015 å (äëÿ 5 £ r/R £ 100). Òàêèì ÷èíîì, íà ïî÷àòêîâ³é ñòà䳿 êîëàïñó, êîëè ìàãí³òíå ïîëå íå äîñÿ ãຠìàêñèìàëüíèõ çíà÷åíü, çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè ìîãëè á ïðèñêî - ðþâàòèñü äî íàäâèñîêèõ åíåðã³é Å » 1019 åÂ, ÿêáè âîíè çìîãëè âòðè - ìàòèñü ó îáëàñò³ ïðèñêîðåííÿ. Àëå ìè áà÷èìî, ùî ó ìàãí³òîñôåð³ êîëàï ñóþ÷î¿ ç³ðêè ìîæóòü óòðèìóâàòèñÿ ÷àñòèíêè ëèøå ç åíåð㳺þ Å £ 1012 åÂ. Òîìó íà ïî÷àòêîâ³é ñòà䳿 êîëàïñó çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè ïðèñêîðþþòüñÿ äî åíåðã³é Å £ 1012 åÂ, à ïîò³ì âèõîäÿòü ³ç îáëàñò³ ïðèñêîðåííÿ, îñê³ëüêè ¿õí³é ã³ðîðàä³óñ ñòຠá³ëüøèì â³ä îáëàñò³ ïðèñêîðåííÿ. Íà ñåðåäí³é ñòà䳿 êîëàïñó (R = 108 ñì) íàéñïðèÿòëèâ³ø³ óìîâè äëÿ ïðèñêîðåííÿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê âèíèêàþòü ó îáëàñòÿõ ìàãí³òî ñôå - ðè íà â³äñòàí³ r = 100R, äå ÷àñòèíêè ìîæóòü ïðèñêîðþâàòèñÿ äî åíåð - ã³é 1015 åÂ, à óòðèìóâàòèñÿ — äî åíåð㳿 2×1014 åÂ. Íà ê³íöåâ³é ñòà䳿 êîëàïñó (R = 106 ñì) ìàêñèìàëüíà åíåðã³ÿ ïðèñêîðåíèõ ÷àñòèíîê ñòàíîâèòü 102 < Å < 1016 å äëÿ ð³çíèõ îáëàñòåé ìàãí³òîñôåðè (5 £ r/R £ 1000). Ó öèõ îáëàñòÿõ ìîæóòü óòðèìóâàòèñü ÷àñòèíêè ³ç åíåðã³ÿìè 1011 £ Å £ 1019 åÂ. Îòæå, íà ïðèê³íöåâ³é ñòà䳿 êîëàïñó ÷àñòèíêè ìîæóòü ïðèñêîðþâàòèñü äî åíåðã³é Å £ 2×1014 å ³ óòðèìóâàòèñÿ ó çîâí³øí³õ îáëàñòÿõ ìàãí³òîñôåðè (r = 100R). ÅÂÎËÞÖ²ß ÑÏÅÊÒÐÓ ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ Ó ÌÀÃͲÒÎÑÔÅв Äè íàì³êó ÷àñ òè íîê ó ìàãí³òîñ ôåð³ ³ç íå îäíîð³äíèì ðîç ïîä³ëîì ÷àñ òè - íîê ìîæ íà äîñë³äæó âà òè, âè êî ðèñ òî âó þ ÷è ð³âíÿí íÿ ïå ðå íî ñó ÷àñ òè - íîê ó ðå ãó ëÿð íî ìó ìàãí³òíîìó ïîë³ [3, 7]: ¶ ¶ + ¶ ¶ æ è ç ö ø ÷ + ¶ = N t E N dE dt d N r u( ) 0. (15) Òóò u — äðåé ôî âà øâèäê³ñòü ÷àñ òè íîê, N(E, r, t) — êîí öåí òðàö³ÿ ÷àñ - òè íîê. Äëÿ äè ïîëü íî ãî ìàãí³òíî ãî ïî ëÿ (1) ³ äðåé ôî âî¿ øâèä êîñò³ (3) ð³âíÿí íÿ (15) ìຠâèãëÿä 433 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ ¶ ¶ + ¶ ¶ æ è ç ö ø ÷ + ¶ + ¶N t E N dE dt r dr Nr u r d Nur 1 1 2 2( ) sin ( sin q q q q) = 0. (16) Äëÿ íîâî¿ çì³ííî¿ R = R(t) ð³âíÿííÿ (16) ìຠâèãëÿä ¶ ¶ + ¶ ¶ N R r R f r Nr 1 1 2 2 3( ) ( )q - 1 1 3 R Nf sin ( ( )) q q q ¶ ¶ + + ¶ ¶ æ è ç ö ø ÷ E N dE dR = 0. (17) Òóò f 2 2 21 3 ( ) sin cos q q q = + , f 3 4 2 2 1 3 1 3 ( ) cos ( cos ) q q q = + + . Äîñë³äè ìî, ÿê áó äå çì³íþ âà òè ñÿ ñïåêòð çà ðÿä æå íèõ ÷àñ òè íîê ï³ä ÷àñ êî ëàï ñó ç³ðêè, ÿêà ìຠíå îäíîð³äíó ìàãí³òîñ ôå ðó ³ç ïî ÷àò êî âè ìè 1) ñòå ïå íå âèì, 2) ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèì ìàê ñâåëë³âñüêèì òà 3) áîëüöìà í³â - ñüêèì ðîç ïîä³ëà ìè, ãóñ òè íà ÿêî¿ çì³íþºòüñÿ ³ç â³äñòàí íþ ÿê r-3. Äëÿ öèõ ðîç ïîä³ë³â ïî ÷àò êî âèé ñïåêòð ÷àñ òè íîê âèçíà÷àºòüñÿ âèðàçàìè N E K r Ep p( ) = - -3 g , N E K r E E kTM M( ) exp( / ( ))= --3 2 , (18) N E K r E kTB3 3( ) exp( / ( ))= -- . Äëÿ äîñë³äæåí íÿ äè íàì³êè ÷àñ òè íîê ó ìàãí³òîñ ôåð³ íå îáõ³äíî ðîç â’ÿ çà òè ð³âíÿí íÿ (17) ³ç ïî ÷àò êî âè ìè ñïåê òðà ìè (18). Îòðè ìà òè çà - ãàëü íèé ðîç â’ÿ çîê ð³âíÿí íÿ (17) ïðàê òè÷ íî íå ìîæ ëè âî, òî ìó áó äå ìî ðîç ãëÿäàòè äâà ñïåö³àëüí³ âèïàäêè: ³) êî ëè âòðà òè åíåð㳿 íå âïëè âà - þòü íà åâî ëþö³þ ñïåêòðó òà ii) êî ëè ìàãí³òî ãàëüì³âí³ âòðà òè âèçíà - ÷àþòü åâîëþö³þ ñïåêòðó ÷àñòèíîê. Ðîçâ’ÿçîê ð³âíÿííÿ (17) äëÿ öèõ äâîõ âèïàäê³â áóäå [39—43] N E R r K r E Rp i p P( , , ) ( ) ( )* * *= - - -3 g b , N E R r K r E R E kTM i M M( , , ) ( ) ( ) exp( / ( ))* * *= -- -3 2 b , (19) N E R r K r R E kTB i B B( , , ) ( ) exp( / ( ))* *= -- -3 b . N E R r K rp ii p( , , ) ( ) exp( ( ))*= - --3 11g g , N E R r K r E E kTM ii M( , , ) ( ) ( ) exp( ( ) / ( ))* *= - --3 2 11 g , (20) N E R r K r E kTB ii B( , , ) ( ) exp( ( ) / ( ))*= - --3 11 g . Òóò g q1 2 6= -A F R R r E( ) ( , )* , b q gp A= -1 1( )( ), b qM A E kT E= -1 3( )[ / ( ) ]*ln , 434 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ b qB A E kT E= -1 1( )[ / ( ) ]*ln , A k f1 1 15 3= ( ) /q , A e m c F g GM2 4 4 7 0 2 1 26 2( ) [ / ( )] ( )( ) /q q= - , R R R* /= 0 , r r r* /= 0 , E E E* /= 0 . гâíÿííÿ (19) âèçíà÷àþòü ñïåêòð çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê ó ìàãí³òîñôåð³ òà éîãî åâîëþö³þ ó õîä³ êîëàïñó äëÿ âèïàäêó, êîëè âòðà - òàìè åíåð㳿 ìîæíà çíåõòóâàòè, ð³âíÿííÿ (20) — äëÿ âèïàäêó, êîëè ìàãí³òîãàëüì³âí³ âòðàòè äîì³íóþòü ³ âèçíà÷àþòü åâîëþö³þ ñïåêòðó. Íà ðèñ. 3 òà 4 ïîêàçàí³ ðåçóëüòàòè ÷èñåëüíèõ ðîçðàõóíê³â çì³íè êîíöåíòðàö³¿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê ó ìàãí³òîñôåð³ ó õîä³ êîëàïñó äëÿ ð³çíèõ îáëàñòåé ìàãí³òîñôåðè. Íà ðèñ. 5 ïîêàçàíî íàïðÿìêè øâèäêîñ - òåé ðóõó çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê, ïðèñêîðåíèõ ó ìàãí³òîñôåð³ êîëàïñó - þ ÷î¿ ç³ðêè. ßê âèäíî, ïðèñêîðåííÿ ÷àñòèíîê â³äáóâàºòüñÿ ó ïîëÿðíèõ îáëàñòÿõ âçäîâæ ïîëÿðíèõ îñåé ó íàïðÿìêó â³ä ïîâåðõí³ ç³ðêè. Òà êèì ÷è íîì, ó õîä³ êî ëàï ñó ç³ðêè ó ïî ëÿð íèõ îá ëàñ òÿõ ìàãí³òîñ - ôå ðè óòâî ðþ þòü ñÿ ðå ëÿ òèâ³ñòñüê³ äæåòè (ðèñ. 6). ¯õíÿ ãóñ òè íà ó 1013 ðàç³â ïåðåâèùóº ïî÷àòêîâó ãóñòèíó ó ìàãí³òîñôåð³. ÍÅÒÅÏËÎÂÅ ÂÈÏÐÎ̲ÍÞÂÀÍÍß Ó ÌÀÃͲÒÎÑÔÅв ÊÎËÀÏÑÓÞ×ί DzÐÊÈ Ïàðàìåòðè Ñòîêñà äëÿ íåòåïëîâîãî âèïðîì³íþâàííÿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê. Âèùå áóëî ïîêàçàíî, ùî ó õîä³ êîëàïñó â³äáóâàºòüñÿ äóæå øâèäêå çðîñòàííÿ ìàãí³òíîãî ïîëÿ ç³ðêè ³ ïðèñêîðåííÿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê äî ðåëÿòèâ³ñòñüêèõ åíåðã³é. Ðóõàþ÷èñü ó ìàãí³òíîìó ïîë³, ö³ ÷àñòèíêè áóäóòü ãåíåðóâàòè ìàãí³òîãàëüì³âíå âèïðîì³íþâàííÿ. ßê â³äîìî, åëåêòðîìàãí³òíå âèïðîì³íþâàííÿ â³ä îáëàñò³ ³ç ìàãí³òíèì ïîëåì B(r, t), ùî ì³ñòèòü ÷àñòèíêè ³ç êîíöåíòðàö³ºþ N(E, r, t), 435 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ Ðèñ. 3. Çìiíè êîíöåíòðàö³¿ ÷àñòèíîê ó ïîëÿðíèõ îáëàñòÿõ ìàãí³òîñôåðè ó õîä³ êîëàïñó âèçíà÷àºòüñÿ ïàðàìåòðàìè Ñòîêñà [7] I c r N E r t B r t dEdV K x dxcn n n m= - ò ò0 0 2 5 3( , , ) ( , )( / )sin ( )/ , (21) Q c r N E r t B r t dEdVK xcn n n m c= - ò0 0 2 2 3 2( , , ) ( , )( / )sin ( )cos/ , (22) U c r N E r t B r t dEdVK xcn n n m c= - ò0 0 2 2 3 2( , , ) ( , )( / )sin ( )sin/ . (23) 436 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ Ðèñ. 4. Çìiíè êîíöåíòðàö³¿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê ó ïîëÿðíèõ äæåòàõ ó ð³çí³ ìîìåíòè êîëàïñó: à — 1 £ R*£ 50, á — 50 £ R*£ 100, â — 100 £ R*£ 500, ã — 500 £ R*£ 1000, ä — 1000 £ R*£ 10000, å— 104 £ R*£ 106 Òóò r0 — â³äñòàíü äî äæå ðå ëà âèï ðîì³íþ âàí íÿ, n — ÷àñ òî òà âèï - ðîì³íþ âàí íÿ, n c = [( / ( )]sin3 42 3 5eBE m cp a— õà ðàê òå ðèñ òè÷ íà ÷àñ òî - òà, m — ìàñà ÷àñ òè íîê, m — êóò ì³æ íà ïðÿì êîì âèï ðîì³íþ âàí íÿ ³ ìàãí³òíèì ïî ëåì, a ¾ êóò ì³æ íà ïðÿì êîì øâèä êîñò³ ÷àñ òè íîê ³ ìàãí³òíèì ïî ëåì, c ¾ ïî ëÿ ðè çàö³éíèé êóò, V — îá’ºì îá ëàñò³ âèï - ðîì³íþ âàí íÿ, Ki(x) — ôóíêö³¿ Ìàê äî íàëü äà, c0= 3 43 2e mc/ ( )p . Äëÿ ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèõ ÷àñòèíîê, ÿê ïðàâèëî, âèáèðàþòü a » m, îñê³ëüêè âèï - ðîì³íþ âàí íÿ íàïðàâëåíå âçäîâæ íàïðÿìêó ðóõó ÷àñòèíêè. Îá÷èñëèìî ïàðàìåòðè Ñòîêñà äëÿ íåòåïëîâîãî âèïðîì³íþâàííÿ ó ìàãí³òîñôåð³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè ³ç ìàãí³òíèì ïîëåì (1) B r R B B F Rr( , , ) ( ) ( / ) ( cos )/ /q qj q= + = +-2 2 1 2 0 3 2 1 21 2 1 3 (24) äëÿ ïî ÷àò êî âèõ ñòàä³é êî ëàï ñó ç³ðêè, êîëè â³äáó âàºòüñÿ øâèä êå ïðè - ñêî ðåí íÿ ÷àñòèíîê, ³ ñïåêòð ÷àñ òè íîê âèç íà ÷àºòüñÿ áå òàò ðîí íèì ïðè - ñêî ðåí íÿì, òîá òî êîëè ñïåêòð ÷àñ òè íîê ó ìàãí³òîñ ôåð³ ìຠâèãëÿä (19). Åëåìåíò îá’ºìó äëÿ ñôåðè÷íî-ñèìåòðè÷íî¿ îáëàñò³ âèïðî - ì³ íþâàííÿ äîð³âíþº dV r d dr= 2 2p q qsin . (25) Êóò m ì³æ íàïðÿìêîì âèïðîì³íþâàííÿ ³ ìàãí³òíèì ïîëåì ³ ïîëÿðèçàö³éíèé êóò c äëÿ äèïîëüíîãî ìàãí³òíîãî ïîëÿ ìîæíà âèçíà÷èòè ³ç ñï³ââ³äíîøåíü [57] 437 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ Ðèñ. 5. Ðîçïîä³ë øâèä - êîñ òåé ïðè ñêî ðåíèõ ÷àñ òèíîê ó ìàãí³òî - ñôå ð³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ð - êè sinm = ( cos ) – [( cos )cos sin cos cos sin ] ( 1 3 3 1 3 1 2 0 0 2+ - + - q q q q q j q 3 2 1 2cos ) /q , (26) sin2c = = 3 3 1 32 0 0sin cos sin [( cos )sin sin cos cos cos ] ( q q j q q q q j q- + 1 3 3 1 32 2 0 0 2+ - - +cos ) [( cos )cos sin cos cos sin ]q q q q q j q , (27) cos2c = = ( sin cos sin ) [( cos )sin sin cos cos cos3 3 1 32 2 0q q j q q q q j- - + q q q j q q q q j 0 2 2 03 3 1 3 ] ( sin cos sin ) [( cos )sin sin cos cos+ - + cos ]q 0 . (28) Òóò q0 — êóò íàõèëó îñ³ äèïîëÿ äî ñïîñòåð³ãà÷à. ϳäñòàâ ëÿ þ ÷è (19) òà (24)—(28) ó (21), ï³ñëÿ ïå ðå òâî ðåíü îò ðè - ìàºìî âè ðà çè äëÿ ãóñ òè íè ïî òî êó âèï ðîì³íþ âàí íÿ ñèñ òå ìè çà ðÿä æå - íèõ ÷àñòèíîê: 438 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ Ðèñ. 6. Ìàãí³òîñôåðà êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè äëÿ ð³çíèõ ôàç ñòèñíåííÿ: à, á, â — äëÿ R0 /R = 5, 10, 100 â³äïîâ³äíî I c c K r R R dEd K xp p p c n b q n n p n q q= - - ¥ òò ò 2 3 0 1 0 2 5 3* ( ) / / sin ( )dx, (29) I c c K r R R dEd KM M E kTM n b q n p n q q= - - - òò 2 3 0 1 0 2 5 3* ( ) / ( ) /sine / ( ) n c x dx ¥ ò , (30) I c c K r R R E dEd KB B E kTB n b qp n q q= - - - òò 2 3 0 1 0 2 2 5* ( ) / ( ) /sine 3 n n/ ( ) c x dx ¥ ò . (31) Òóò c e mc0 3 23 4= / ( )p , c e m c1 3 53 4= / ( )p , b q gp A= -1 1( )( ), b qM A E kT E= - æ è ç ö ø ÷1 3( ) *ln , b qB A E kT E= - æ è ç ö ø ÷1 1( ) *ln . ²íòåãðóâàííÿ ïðîâîäèòüñÿ ó ìåæàõ 0 £ q £ p/2, 0 £ E £ 4. Äëÿ ÷àñ òè íîê ³ç ñòå ïå íå âèì ñïåê òðîì îò ðè ìàºìî ï³ñëÿ ³íòåãðó - âàííÿ I I K F R r I Rp p p pn n ng n q g= 1 0 0 2( , , , , , ) ( , , )* , (32) I K r F R c c ap pn g g gn g1 0 2 0 1 2 2 1 1 2 0= - + - -( ) ( / ) ( )( ) / ( ) / , (33) I R R f d dpn d qq g q q j q j2 0 1( , , ) ( ) ( , , )* * ( )= ò - , (34) äå a( ) ( / ) ( )( ) g p g g g g g = + - + -æ è ç ö ø ÷ +æ è ç ö ø ÷ 4 3 7 3 1 1 3 1 12 3 7 12 G , f ( , ) sinq j qg= -4 3 ´ {́ }( cos ) – [( cos )cos sin cos cos sin ] ( 1 3 3 1 32 2 0 0 2+ - +q q q q q j q g +1 4)/ , d q g q q q1 1 4 2 2 25 3 2 3 12 1 1 3( ) ( / )( )( cos . cos ) / ( cos )= - + - +k , G( )x — ãàììà-ôóíêö³¿. гâíÿí íÿ (32)—(34) äà þòü çìî ãó îá ÷èñ ëè òè ïîò³ê âèï ðîì³íþ âàí - íÿ â³ä êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè ³ç çà äà íè ìè ïàðàìåòðàìè. Äëÿ îá ÷èñ ëåí íÿ ôóíêö³¿ I pn1 (K p , F0 , R, r0 , g, n) ìè ïî âèíí³ çà äà òèñü ìî äåë ëþ ìàãí³òîñ ôå ðè êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè, òîá òî çíà ÷åí íÿ ìè ïà ðà - ìåòð³â K p , F0 , g. Îñê³ëüêè ó íàø³é ìî äåë³ ç³ðêà íå âòðà ÷ຠìà ñó, òî ìàãí³òíèé ïîò³ê F0íå çì³íþºòüñÿ ïðîòÿãîì êîëàïñó. Âå ëè ÷è íó K pìîæ íà çíàé òè, çíà þ ÷è ïîò³ê âèï ðîì³íþ âàí íÿ I n 0íà ïåâí³é ÷àñ òîò³ n 0íà ïî ÷àò êîâ³é ñòà䳿 êî ëàï ñó (R*= 1) I pn 0 = I I K r F R c Ip p pn n g g g nn10 20 0 2 0 1 2 0 2 0 1 1 2 2= - + - -( ) ( / )( ) / ( ) / 0 . (35) 439 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ Ï³äñòàâëÿþ÷è (33)—(35) ó (32), îòðèìàºìî I I R I Ip p p pn n g g n nn n= - - 0 0 1 2 2 2 20( / ) ( / )( ) / * . (36) ×èñåëüí³ ðîçðàõóíêè ïîòîêó âèïðîì³íþâàííÿ. Ôîðìóëà (36) äຠçìîãó îá÷èñëèòè ïîò³ê âèïðîì³íþâàííÿ â³ä êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè äëÿ çàäàíî¿ ìîäåë³ êîëàïñó. Ïîò³ê âèïðîì³íþâàííÿ íà ð³çíèõ ÷àñòîòàõ äëÿ êîìïàêòíèõ îá’ºêò³â º äîñèòü äîáðå â³äîìîþ âåëè÷èíîþ. Íàïðèêëàä, âåëè÷èíà ïîòîêó äëÿ ð³çíèõ êîìïàêòíèõ ðàä³îäæåðåë çì³íþºòüñÿ ó ìåæàõ 10–25 ³ ²n0 ³ 10–33 Âò×ì–2Ãö–1 [30, 31, 45, 46, 58, 66, 69]. ³çüìåìî ö³ çíà÷åííÿ çà ïî÷àòêîâ³ äëÿ îá÷èñëåííÿ ïîòîêó âèïðîì³íþâàííÿ, ùî âèíèêຠó ìàãí³òîñôåð³ êîëàïñóþ÷èõ ç³ðîê ÿê ñèíõðîòðîííå âèïðî - ì³íþâàííÿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê ³ç ñòåïåíåâèìè ñïåêòðàìè, ùî ìàþòü ïîêàçíèêè 2 £ g £ 3. Áóäåìî ââàæàòè, ùî ó õîä³ êîëàïñó áåçðîçì³ðíèé ðàä³óñ R*= R0/R çì³íþºòüñÿ ó ìåæàõ 1 £ R*£ 1000. ×èñåëüí³ çíà÷åííÿ ïî òîêó âèïðîì³íþâàííÿ Inp äëÿ ð³çíèõ g, R*òà q0 äàþòüñÿ ó òàáë. 4. Òóò ïðè âåäåí³ ïîòîêè ëèøå äëÿ ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åííÿ ïî÷àòêîâîãî ïîòîêó ²n0p1 = 10-25 Âò×ì–2Ãö–1, îñê³ëüêè, ÿê âèäíî ³ç ôîðìóëè (33), ïîò³ê Inp ë³í³éíî çàëåæèòü â³ä ïî÷àòêîâîãî ïîòîêó, ³ éîãî çíà÷åííÿ äëÿ ð³ç íèõ ²n0pi ëåãêî îá÷èñëèòè. Íàïðèêëàä, äëÿ ì³í³ìàëüíîãî ïî÷àòêî - 440 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ R* g = 2.2 g = 2.4 g = 2.6 g = 2.8 g = 3.0 q0 = 0 100 3.17×10-23 2.57×10-22 2.14×10-21 1.81×10-20 1.54×10-19 200 1.17×10-22 1.37×10-21 1.65×10-20 2.00×10-19 2.47×10-18 300 2.56×10-22 3.72×10-21 5.52×10-20 8.31×10-19 1.27×10-17 400 4.47×10-22 7.57×10-21 1.31×10-19 2.29×10-18 4.07×10-17 500 6.92×10-22 1.32×10-20 2.56×10-19 5.05×10-18 1.01×10-16 600 9.90×10-22 2.08×10-20 4.45×10-19 9.66×10-18 2.12×10-16 700 1.34×10-21 3.05×10-20 7.09×10-19 1.67×10-17 3.98×10-16 800 1.75×10-21 4.27×10-20 1.06×10-18 2.69×10-17 6.87×10-16 900 2.21×10-21 5.74×10-20 1.52×10-18 4.09×10-17 1.11×10-15 1000 2.72×10-21 7.48×10-20 2.10×10-18 5.96×10-17 1.71×10-15 q0 = p/2 100 2.26×10-22 2.37×10-21 2.50×10-20 2.67×10-19 2.86×10-18 200 9.63×10-22 1.46×10-20 2.23×10-19 3.45×10-18 5.36×10-17 300 2.26×10-21 4.25×10-20 8.08×10-19 1. 55×10-17 2.99×10-16 400 4.14×10-21 9.09×10-20 2.02×10-18 4. 51×10-17 1.01×10-16 500 6.63×10-21 1.64×10-19 4.10×10-18 1.03×10-16 2.62×10-15 600 9.75×10-21 2.66×10-19 7.32×10-18 2.03×10-16 5.68×10-15 700 1.35×10-20 4.00×10-19 1.20×10-17 3. 61×10-16 1.09×10-14 800 1.79×10-20 5.70×10-19 1. 83×10-17 5.93×10-16 1.93×10-14 900 2.30×10-20 7.80×10-19 2.67×10-17 9.20×10-16 3.19×10-14 1000 2.88×10-20 1.03×10-18 3.73×10-17 1.30×10-15 4.99×10-14 Òàáëèöÿ 4. Çíà÷åííÿ âåëè÷èí I pn äëÿ ð³çíèõ R*, g äëÿ q0 = 0 òà q0 = p/2 âîãî ïîòîêó ²n0p2 = 10-33 Âò×ì–2Ãö–1 çíà÷åííÿ ïîòîê³â áóäóòü íà â³ñ³ì ïîðÿäê³â ìåíøèìè â³ä çíà÷åíü, ùî äàþòüñÿ ó òàáë. 4. Êð³ì òîãî, ïîòîêè ïðèâåäåíî òàêîæ ëèøå äëÿ îäíîãî çíà÷åííÿ ÷àñòîòè n/n0 = 1. Ó òàáë. 5 äàþòüñÿ çíà÷åííÿ ïîòîê³â âèïðîì³íþâàííÿ äëÿ ð³çíèõ ÷àñòîò (ïðè R*=1000 òà ²n0 = 10-25 Âò×ì–2Ãö–1). Ïðè îá÷èñëåííÿõ âåëè÷èíà n/n0 = 1 âèáðàíà äëÿ ÷àñòîòè n0 =1010 Ãö. Ðîçãëÿíåìî òåïåð ñï³ââ³äíîøåííÿ ì³æ ïîòîêîì ²n âèïðîì³íþ âàí - íÿ íà ÷àñòîò³ n â³ä êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè ó ìîìåíò, êîëè ¿¿ ðàä³óñ äîð³âíþº R, ³ ïî÷àòêîâèì ïîòîêîì ²n0, ÿêèé ñïîñòåð³ãàºòüñÿ íà ÷àñòîò³ n0 â³ä ìàãí³òîñôåðè ç³ðêè ³ç ðàä³óñîì R0 äëÿ ñòåïåíåâîãî, ðåëÿòèâ³ñòñüêîãî ìàêñâåëë³âñüêîãî ³ áîëüöìàí³âñüêîãî ðîçïîä³ë³â ÷àñòèíîê. Âè õî äÿ ÷è ³ç ð³âíÿíü (29)—(31), äëÿ ïî òî êó íà ÷àñ òîò³ n0 ó ïî ÷àò êî - âèé ìî ìåíò êî ëàï ñó (R = R0) ìîæ íà çàïèñàòè I c c K r R dEd K x dxp p c n n n p n q q0 0 1 2 0 0 5 3 2 3 = - ¥ òò òsin ( )/ / , (37) I c c K r R dEd KM M E kT c n n n p n q q0 0 1 0 2 0 5 3 2 3 = - - ¥ òò òe / ( ) / / sin (x dx) , (38) I c c K r R E dEd KB B E kT c n n n p n q q0 0 1 0 2 0 0 2 5 3 2 3 = - - òò e / ( ) / / sin ¥ ò ( )x dx. (39) ²ç (29)—(31) òà (37)—(39) îò ðè ìàºìî ñï³ââ³äíî øåí íÿ ì³æ ïî òî êîì âèï ðîì³íþ âàí íÿ ó áóäü-ÿêèé ìî ìåíò êî ëàï ñó íà ÷àñ òîò³ n ³ ïî ÷àò êî - âèì ïî òî êîì (R = R0) íà ÷àñ òîò³ n0: I I r R Rp p A n n g g g p n/ ( ) ( ) sin* * ( ) / * * ( ) / 0 3 1 2 2 2 00 2 1= - - - ¥ òò q qd dE, (40) 441 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ lg(n/n0) g = 2.2 g = 2.4 g = 2.6 g = 2.8 g = 3.0 –4 6.84×10-19 4.72×10-17 3.32×10-15 2.37×10-13 1.71×10-11 –2 4.31×10-20 1.88×10-18 8.35×10-17 3.76×10-15 1.71×10-13 0 2.72×10-21 7.48×10-20 2.10×10-18 5.96×10-17 1.71×10-15 2 1.72×10-22 2.98×10-21 5.27×10-20 9.45×10-19 1.71×10-17 4 1.08×10-23 1.19×10-22 1.32×10-21 1.50×10-20 1.71×10-19 6 6.84×10-25 4.72×10-24 3.32×10-23 2.37×10-22 1.71×10-21 8 4.31×10-26 1.88×10-25 8.35×10-25 3.76×10-24 1.71×10-23 10 2.72×10-27 7.48×10-27 2.10×10-26 5.96×10-26 1.71×10-25 12 1.72×10-28 2.98×10-28 5.27×10-28 9.45×10-28 1.71×10-24 14 1.08×10-29 1.19×10-29 1.32×10-29 1.50×10-29 1.71×10-29 Òàáëèöÿ 5. Çíà÷åííÿ âåëè÷èí In äëÿ ð³çíèõ n òà g I I r R kT RM M E kTM n n b p n/ ( ) ( ) ( / ) s* * * * / / ( ) 0 3 3 00 2 1= - - ¥ - òò e inq qd dE, (41) I I r R kT R EB B E kTB n n b p n/ ( ) ( ) ( )* * * * / / ( ) 0 3 3 00 2 2= - - ¥ - - òò e sinq qd dE. (42) Òóò n*= n0/n — â³äíî øåí íÿ ÷àñòîòè n0, íà ÿê³é ñïîñ òåð³ãàºòüñÿ âèï - ðîì³íþ âàí íÿ ó ïî ÷àò êî âèé ìî ìåíò êî ëàï ñó (äëÿ R = R0), ³ ÷àñòîòè âèï - ðîì³íþ âàí íÿ n ó ìî ìåíò, êîëè ðàä³óñ ç³ðêè ìຠçíà ÷åí íÿ R. Âèêîðèñòîâóþ÷è ð³âíÿííÿ (40)—(42), ìîæíà îá÷èñëèòè ïîò³ê âèïðîì³íþâàííÿ â³ä ìàãí³òîñôåðè íåáåñíîãî ò³ëà ç³ çì³ííèì ìàãí³òíèì ïîëåì. Çíà÷åííÿ öèõ ïîòîê³â äëÿ ð³çíèõ çíà÷åíü R* , g òà åíåð 㳿 1 £ kT £ 4 e äàþòüñÿ ó òàáë. 6 òà 7. Ö³ çíà÷åííÿ îòðèìàíî ó ðîáîòàõ [38—42] ó ðåçóëüòàò³ ÷èñåëüíîãî ³íòåãðóâàííÿ ð³âíÿíü (40)—(42) äëÿ ð³çíèõ R* , q, kT òà 2 £ E £109 eÂ, 0 £ q £ p/2. ßê áà÷èìî (òàáë. 6 ³ 7 òà ðèñ. 7), ³íòåíñèâí³ñòü âèïðîì³íþâàííÿ â³ä êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè äóæå øâèäêî çá³ëüøóºòüñÿ ó õîä³ êîëàïñó. Çà äå - ê³ëüêà ñåêóíä ðàä³óñ ç³ðêè çìåíøóºòüñÿ ó äåñÿòêè ðàç³â, à ³íòåíñèâ - í³ñòü âèïðîì³íþâàííÿ çá³ëüøóºòüñÿ ó ì³ëüéîíè ðàç³â. Ïðè öüîìó øâèä ê³ñòü çðîñòàííÿ ³íòåíñèâíîñò³ âèïðîì³íþâàííÿ çàëåæèòü â³ä ôîðìè ñïåêòðó. ²íòåíñèâí³ñòü âèïðîì³íþâàííÿ ÷àñòèíîê ³ç ìàêñâåë - ë³âñüêèì òà áîëüöìàí³âñüêèì ñïåêòðàìè çá³ëüøóºòüñÿ çíà÷íî øâèä - øå, í³æ äëÿ ÷àñòèíîê ³ç ñòåïåíåâèì ñïåêòðîì. ²ç òàáë. 6 âèäíî, ùî âæå íà ïî÷àòêîâèõ ñòàä³ÿõ êîëàïñó, êîëè ðàä³óñ ç³ðêè çìåíøóºòüñÿ ëèøå ó äåñÿòêè ðàç³â, ³íòåíñèâí³ñòü âèïðîì³íþâàííÿ ÷àñòèíîê ³ç ìàêñâåë - ë³âñüêèì òà áîëüöìàí³âñüêèì ñïåêòðàìè çá³ëüøóºòüñÿ ó ì³ëü éî íè ðà - ç³â. Äëÿ ñòåïåíåâîãî ñïåêòðó øâèäê³ñòü çðîñòàííÿ ³íòåíñèâ íîñò³ ñèëü - íî çàëåæèòü â³ä g. Íàéøâèäøå çá³ëüøóºòüñÿ ³íòåíñèâí³ñòü âèïðî - ì³ íþ âàííÿ ÷àñòèíîê ³ç êðóòèìè ñïåêòðàìè (âåëèê³ çíà÷åííÿ g). Äëÿ ÷àñòèíîê ³ç íàéá³ëüø õàðàêòåðíèìè äëÿ êîñì³÷íèõ ïðîìåí³â çíà÷åí - íÿ ìè g = 2.7...2.8 ³íòåíñèâí³ñòü âèïðîì³íþâàííÿ çá³ëüøóºòüñÿ íà ïî - ÷àò êîâèõ ñòàä³ÿõ êîëàïñó ó òèñÿ÷³ ðàç³â. Íà ðèñ. 7 çîáðàæåí³ ³ìïóëüñè íåòåïëîâîãî åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íþâàííÿ, ÿê³ ãåíåðóþòüñÿ çà - 442 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ R* g = 2.2 g = 2.4 g = 2.6 g = 2.8 g = 3.0 g = 3.2 g = 3.4 10 2.02 4.75 12 32.6 93.7 281 864 20 2.63 8.2 29.5 117 494 2170 9740 40 3.37 14.6 76.1 443 2740 17500 1.15×105 60 3.92 20.7 135 981 7570 60300 4.91×105 80 4.36 26.7 203 1740 15700 1.46×105 1.38×106 100 4.75 32.7 281 2710 27600 2.89×105 3.09×106 Òàáëèöÿ 6. Çíà÷åííÿ I Ip pn n/ 0 äëÿ ð³çíèõ R*òà g äëÿ n/n0 =1 443 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ R* kT = 1 e kT = 2 e kT = 4 e IB/IB0 IM/IM0 R* IB/IB0 IM/IM0 R* IB/IB0 IM/IM0 34 16.4 1.11 60 4.44 1 105 2.8 1 36 86.2 6.04 65 70.8 1.43 110 17.1 1 38 491 35.2 70 1340 27.7 115 111 1 40 3010 221 75 29700 626 120 770 4.3 42 19800 1480 80 7.64×105 16400 125 5660 31.9 44 1.40×105 10600 85 2.26×107 4.92×105 130 44100 250 46 1.05×106 80900 90 7.67×108 1.69×107 135 3.63×105 2.07×103 48 8.35×106 6.54×105 95 2.96×1010 6.58×108 140 3.15×106 1.81×104 50 7.06×107 5.61×106 100 1.29×1012 2.89×1010 145 2.88×107 1.67×105 Òàáëèöÿ 7. Çíà÷åííÿ IB/IB0 òà IM/IM0 äëÿ ð³çíèõ R*ïðè n/n0 =1 ³ 1 £ kT £ 4 Ðèñ. 7. ²ìïóëüñè íåòåïëîâîãî âèïðî ì³ íþ - âàííÿ â³ä ìàãí³òîñôåðè êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè äëÿ ñòåïåíåâîãî (à), ðåëÿòèâ³ñòñüêîãî ìàêñ - âåë ë³âñüêîãî (á) òà áîëüöìàí³âñüêîãî ðîçïî - ä³ëó ÷àñòèíîê ðÿäæåíèìè ÷àñòèíêàìè, ùî ðóõàþòüñÿ ó ìàãí³òîñôåð³ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè. ßê áà÷èìî, ³ç çìåíøåííÿì ðàä³óñà ç³ðêè ó ïîëÿðíèõ îáëàñòÿõ ìàã í³òîñôåðè êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè ãåíåðóºòüñÿ ³íòåíñèâíå íåòåïëîâå åëåêòðîìàãí³òíå âèïðîì³íþâàííÿ ³ç äîñèòü âóçüêîþ ä³àãðàìîþ íà - ïðàâ ëåíîñò³ ó âñüîìó ä³àïàçîí³ ÷àñòîò. Ïî ëÿ ðè çàö³ÿ âèï ðîì³íþ âàí íÿ. Íå òåï ëî âå âèï ðîì³íþ âàí íÿ, ÿê ïðà âè ëî, ñèëüíî ïîëÿðèçîâàíå. Ñòóï³íü ïî ëÿ ðè çàö³¿ âèç íà ÷àºòüñÿ ³ç âèðàçó [7] P Q U= +( ) / n n 2 2 1 2 . (43) Äëÿ ÷àñòèíîê ³ç ñòåïåíåâèì ñïåêòðîì çíàõîäèìî U Ip pn n q= ( / ) sin9 2 0 0 . (44) Òóò U bpn q( , ) = - -( / )sin –2 3 3 q –( / )[sin – exp( sin ) ( sin )]4 3 32 1 2 2b b b b+ - q p q qerf i , (45) b k R R2 1 010 3= ( / ) ( / )ln , erfi( ) ( / ) exp( )x t dt= ò2 2p — ³íòåãðàë éìîâ³ðíîñò³ óÿâíîãî àðãóìåíòà. ²íòåãðóþ÷è ïî q ó ìåæ àõ 1° £ q £ p/2 òà ï³äñòàâ ëÿ þ ÷è ñå ðåäí³ çíà - ÷åí íÿ ôóíêö³¿ erfi(bsinq), îò ðè ìàºìî U b bpn q( , ) . ( / )= + +125 57 4 3 32 . Öÿ ôóíêö³ÿ äó æå ñëà áî çà ëå æèòü â³ä âå ëè ÷è íè R/R0 ³ çì³íþºòüñÿ ó ìåæ àõ 1257 10 1281 105 5. ( , ) .× £ £ ×U bpn q äëÿ 1 £ lg(R0 /R) £ 5. Òî ìó ìîæ íà ââà æà òè, ùî ïà ðà ìåòð Ñòîê ñà Unp íå çì³íþºòüñÿ ïðîòÿãîì âñüî ãî êî ëàï ñó. Äëÿ âèç íà ÷åí íÿ ïàðàìåòðà Ñòîê ñà Qn ñêî ðèñ òàºìîñü ñï³ââ³äíî - øåí íÿì Q Up pn n c= ctg2 . (46) ϳäñòàâ ëÿ þ ÷è (45) ³ (46) ó (37), äëÿ ñòó ïå íÿ ïî ëÿ ðè çàö³¿ îò ðè ìàºìî P U b Ip p= +( / ) ( , )( ) sin / ( , )/9 2 1 2 1 2 0n nq c q q jctg . Ïî ëÿ ðè çàö³éíèé êóò çì³íþºòüñÿ ó ìåæ àõ 0 £ c £ p ³ ìî æå ìà òè îäíå ³ç äâîõ çíà ÷åíü. ßêùî Unp > 0, òî öåé êóò âè áè ðàºòüñÿ ó ïåðø³é ÷âåðò³, ÿê ùî Unp < 0, òî ó äðóã³é ÷âåðò³. Ñòóï³íü ïî ëÿ ðè çàö³¿ çì³íþºòüñÿ ó ìåæ àõ 0 £ P £ 1. ³í òà êîæ çà ëå - æèòü â³ä êó òà íà õè ëó îñ³ äè ïî ëÿ äî íà ïðÿì êó íà ñïîñ òåð³ãà ÷à q0. ßêùî ìè ñïîñ òåð³ãà òè ìå ìî êî ëàï ñó þ ÷ó ç³ðêó, â³ñü äè ïî ëÿ ÿêî¿ íà õè ëå íà ïî â³äíî øåí íþ äî ñïîñ òåð³ãà ÷à íà 90°, òî ìè çìî æå ìî ñïîñ òåð³ãà òè òà - êîæ ³ ïî ëÿ ðè çàö³þ ¿¿ âèï ðîì³íþ âàí íÿ. ²ç çìåí øåí íÿì êó òà íà õè ëó çìåí øóºòüñÿ ñòóï³íü ïî ëÿ ðè çàö³¿. Äëÿ ç³ðîê, ó ÿêèõ â³ñü äèïîëÿ çá³ãà - ºòüñÿ ³ç íà ïðÿì êîì íà ñïîñ òåð³ãà ÷à, ïî ëÿ ðè çàö³ÿ íå áó äå ñïîñ òåð³ãà òè - ñÿ, îñê³ëüêè äëÿ öüî ãî âè ïàä êó P = 0. 444 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ Âïëèâ ïëàç ìè íà ñïåêòð âèï ðîì³íþ âàí íÿ ó ìàãí³òîñ ôåð³ êî - ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè. Äîñë³äè ìî òå ïåð, ÿê âïëè âຠìàãí³òîñ ôåð íà ïëàç ìà íà ñïåêòð âèï ðîì³íþ âàí íÿ, ÿêå ãå íå ðóºòüñÿ çà ðÿä æå íè ìè ÷àñ òèí êà ìè ó ìàãí³òîñ ôåð³ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè. Ïëàç ìà ñóòòºâî âïëè âຠíà âèïðîì³íþâàííÿ ïðè ÷àñòîòàõ [14] n n n n m£ = =s L eN B2 2 200 2 0/ sin / . (47) Òóò n 0= ( / ( )) /e N m2 1 2p òà n pL eB mc= / ( )2 — â³äïîâ³äíî ïëàç ìî âà ÷àñ - òî òà òà ÷àñ òî òà Ëàð ìî ðà, m0 — êóò ì³æ íà ïðÿì êîì íà ñïîñ òåð³ãà÷à ³ ìàãí³òíèì ïîëåì. Âèï ðîì³íþ âàí íÿ ³ç ÷àñ òî òà ìè n £ ns áó äå ïî ãëè íà òè ñÿ ó ìàãí³òî - ñôåð³, òî ìó ìè áó äå ìî ñïîñ òåð³ãà òè òàê çâà íå íèç ü êî ÷àñ òîò íå îáð³çàí - íÿ, ÿê äëÿ äåÿêèõ äèñ êðåò íèõ äæåðåë ðàä³îâèï ðîì³íþ âàí íÿ [14]. Îö³íè ìî çíà ÷åí íÿ ÷àñ òî òè ns äëÿ âèï ðîì³íþ âàí íÿ ÷àñ òè íîê ó ìàãí³òîñ ôåð³ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè ³ç ñòå ïå íå âèì ñïåê òðîì. ϳñëÿ ï³äñòà - íîâ êè (1) òà (29) ó (47) ï³ñëÿ ïåâ íèõ ïåðåòâîðåíü îòðèìàºìî n q b s N B R R p= + -10 1 30 0 0 1 2 1 2( / )( / ) ( cos ) – / . ×èñåëüí³ çíà÷åííÿ âåëè÷èíè bP(q) äëÿ ðåëÿòèâ³ñòñüêèõ ÷àñòèíîê ³ç ñòåïåíåâèì ñïåêòðîì g = 3 ó çàëåæíîñò³ â³ä êóòà q äàþòüñÿ ó òàáë. 8. Âèäíî, ùî ÷àñòîòà ns ñèëüíî çàëåæèòü â³ä ïîëÿðíîãî êóòà q. Ó åêâàòî - ð³ àëü íèõ îáëàñòÿõ ìàãí³òîñôåðè êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè ns ~ (R0/R)4.33. Öå îçíà÷àº, ùî â åêâàòîð³àëüíèõ îáëàñòÿõ ìàãí³òîñôåðè, äå âèïðî - ì³ íþâàííÿ ïîïåðåê ñèëîâèõ ë³í³é ìàãí³òíîãî ïîëÿ, âîíî ñèëüíî ïî - ãëè íàºòüñÿ. Ó õîä³ êîëàïñó ÷àñòîòà îáð³çàííÿ ns çá³ëüøóºòüñÿ, ùî áóäå âèêëèêàòè á³ëüø æîðñòêå îáð³çàííÿ ÷àñòîò ñïåêòðó âèïðî ì³ íþâàííÿ. Ó ïîëÿðíèõ îáëàñòÿõ ìàãí³òîñôåðè, äå âèïðîì³íþâàííÿ ïîøèðþºòüñÿ âçäîâæ ñèëîâèõ ë³í³é, ns ~ (R0/R)0.33, òîáòî ïîãëèíàííÿ ó öèõ îáëàñòÿõ çíà÷íî ñëàáê³øå. Òîìó âèïðîì³íþâàííÿ, ÿêå áóäå ñïîñòåð³ãàòèñÿ â³ä ïîëÿðíèõ îáëàñòåé ç³ðêè, áóäå ìàòè øèðøèé ñïåêòð, í³æ â³ä åêâàòî - ð³àëüíèõ îáëàñòåé. Îö³íèìî ÷àñòîòó ns äëÿ ìàãí³òîñôåðè êî ëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè ïðè N0/B0 » 100. Òàêå çíà÷åííÿ º òèïîâèì äëÿ ìàãí³òîñôåð á³ëèõ êàðëèê³â òà íåéòðîííèõ ç³ðîê. Äëÿ òàêî¿ ìîäåë³ n b s R R p» 103 0 1 ( / ) – . Ó òàáë. 9 íàâåäåíî çíà÷åííÿ êðèòè÷íî¿ ÷àñòîòè ns äëÿ ð³çíèõ ìîìåíò³â êîëàïñó ó ð³çíèõ îáëàñòÿõ ìàãí³òîñôåðè. Çàëåæí³ñòü êðè òè÷ - 445 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ q 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90° bp 0.67 0.65 0.60 0.50 0.32 0.005 –0.55 –1.50 –2.69 –3.33 Òàáëèöÿ 8. Çíà÷åííÿ âåëè÷èíè bp(q) ó çàëåæíîñò³ â³ä êóòà q íî¿ ÷àñòîòè ns â³ä ïîëÿðíîãî êóòà q áóäå ïðè÷èíîþ òîãî, ùî ÷àñòîò íèé ä³àïàçîí âèïðîì³íþâàííÿ çàëåæàòèìå â³ä ïðîåêö³¿, ó ÿê³é ñïîñòå - ð³ãàºòüñÿ ìàãí³òîñôåðà. Ïðè ñïîñòåðåæåíí³ ïîëÿðíèõ îáëàñòåé ç³ðêè, â³ñü îáåðòàííÿ ÿêî¿ çá³ãàºòüñÿ ³ç â³ññþ ìàãí³òíîãî äèïîëÿ, ÷àñòîòíèé ä³àïàçîí âèïðîì³íþâàííÿ áóäå îáìåæåíèé âåëè÷èíîþ n £ 103 Ãö íà ðàíí³õ ñòàä³ÿõ êîëàïñó (lg(R0/R) = 1) ³ âåëè÷èíîþ n £ 105 Ãö íà ê³íöåâèõ ñòàä³ÿõ êîëàïñó (lg(R0/R) = 6). Âèñîêî÷àñòîòíå âè ïðî - ì³ íþâàííÿ áóäå â³ëüíî ïðîõîäèòè ÷åðåç ìàãí³òîñôåðó, ³ ìè çìîæåìî éîãî ðåºñòðóâàòè. Êîëè æ ç³ðêà ïîâåðíóòà äî ñïîñòåð³ãà÷à åêâàòî - ð³ àëüíèìè îáëàñòÿìè, êàðòèíà çíà÷íî çì³íèòüñÿ. ßêùî íà ïî÷àòêîâèõ ñòàä³ÿõ êîëàïñó ïîãëèíàííÿ áóäå ñóòòºâèì äëÿ âè ïðîì³íþâàííÿ ³ç ÷àñòîòàìè n £ 107 Ãö, òî ó õîä³ êîëàïñó öÿ ÷àñòîòà ñóòòºâî çá³ëü - øóºòüñÿ, ³ íà ê³íöåâèõ ñòàä³ÿõ êîëàïñó ìè çìîæåìî ñïî ñòå ð³ ãàòè ëèøå âèïðîì³íþâàííÿ ³ç ÷àñòîòàìè n £ 1026 Ãö. Âèïðî ì³ íþâàííÿ ³ç íèæ - ÷èìè ÷àñòîòàìè áóäå ïîãëèíàòèñÿ ó ìàãí³òîñôåð³. Îòæå, ó õîä³ êî - ëàïñó ÷àñòîòà âèïðîì³íþâàííÿ ñòຠâñå âèùîþ, ³ íà ïðèê³íöåâèõ ñòà - ä³ ÿõ ìè çìîæåìî ñïîñòåð³ãàòè êîëàïñóþ÷ó ç³ðêó ëèøå ó ãàì ìà-ä³à - ïàçîí³. ßêùî â³ñü äèïîëÿ íå çá³ãàºòüñÿ ³ç â³ññþ îáåðòàííÿ êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè (ìîäåëü ïîõèëîãî ðîòàòîðà), òî â³ä ïîëÿðíèõ îáëàñòåé ìè áó - äåìî ñïîñòåð³ãàòè ³ìïóëüñè âèïðîì³íþâàííÿ, ÿê³ áóäóòü ìîäó ëþ âàòè - ñÿ ÷àñòîòîþ îáåðòàííÿ ç³ðêè. Òà êèì ÷è íîì, ïîëÿðí³ îá ëàñò³ â³ä³ãðà þòü îñíîâ íó ðîëü ó ïðè ñêî - ðåíí³ çà ðÿä æå íèõ ÷àñ òè íîê òà ãå íå ðàö³¿ íå òåï ëî âî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ ï³ä ÷àñ êî ëàï ñó íàìàãí³÷åíî¿ ç³ðêè. ÂÈÑÍÎÂÊÈ Ïðîâåäåí³ ðîçðàõóíêè äàþòü íàì ï³äñòàâè çðîáèòè òàê³ âèñíîâêè. ϳä ÷àñ êîëàïñó íàìàãí³÷åíî¿ ç³ðêè ó ¿¿ ìàãí³òîñôåð³ â³äáóâàºòüñÿ øâèäêå ïðèñêîðåííÿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê äî ðåëÿòèâ³ñòñüêèõ åíåðã³é. ×àñ - òèíêè áóäóòü ïðèñêîðþâàòèñÿ äî òèõ ï³ð, ïîêè øâèäê³ñòü çá³ëü øåííÿ åíåð㳿 íå çð³âíÿºòüñÿ ç³ øâèäê³ñòþ ìàãí³òîãàëüì³âíèõ âòðàò. Êð³ì òîãî, ïðèñêîðåííÿ ìîæå â³äáóâàòèñÿ ëèøå äî òèõ ï³ð, ïîêè ëàðìî ð³â - ñüêèé ðàä³óñ çàðÿäæåíî¿ ÷àñòèíêè íå ïåðåâèùèòü ðîçì³ðó ìàãí³òî - ñôåðè, ³ ÷àñòèíêà ïåðåñòàíå óòðèìóâàòèñÿ ó í³é. Ðîçðàõóíêè ïîêà - çóþòü, ùî ó ðàìêàõ ðîçãëÿíóòî¿ íàìè ìîäåë³ êîëàïñóþ÷³ ç³ðêè ìîæóòü áóòè äæåðåëàìè êîñì³÷íèõ ïðîìåí³â ³ç åíåð㳺þ äî Å £ 2×1014 åÂ. 446 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ lgR0/R 1 2 3 4 5 6 q = 0 103.3 103.7 104 104.3 104.7 105 q = p/2 107 1012 1016 1017 1022 1026 Òàáëèöÿ 9. Çíà÷åííÿ êðèòè÷íî¿ ÷àñòîòè ns (Ãö) äëÿ ð³çíèõ ìîìåíò³â êîëàïñó ó ð³çíèõ îáëàñòÿõ ìàãí³òîñôåðè Ðóõàþ÷èñü ó çì³ííîìó ìàãí³òíîìó ïîë³, ö³ ÷àñòèíêè áóäóòü âèïðîì³íþâàòè åëåêòðîìàãí³òí³ õâèë³ â³ä ðàä³î- äî ãàììà-ä³àïàçîíó. Ðîçðàõóíêè ïîêàçóþòü, ùî ïîò³ê âèïðîì³íþâàííÿ â³ä ç³ðêè íà ïðèê³í - öåâ³é ñòà䳿 êîëàïñó ìîæå çðîñòàòè ó ïîð³âíÿíí³ ³ç ïî÷àòêîâèì ó ì³ëü - éî íè ðàç³â, âíàñë³äîê ÷îãî êîëàïñóþ÷³ çîð³ ñòàâàòèìóòü ïîòóæíèìè äæåðåëàìè íåòåïëîâîãî åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íþ âàí íÿ. Ïîò³ê âèïðîì³íþâàííÿ áóäå çàëåæàòè â³ä â³äñòàí³ äî ç³ðêè, ¿¿ ìàã í³òíîãî ïîëÿ òà ãóñòèíè ÷àñòèíîê ó ìàãí³òîñôåð³. Öåé ïîò³ê áóäå çðîñòàòè ó õîä³ êîëàïñó ³ç çìåíøåííÿì ðàä³óñà êîëàïñóþ÷î¿ ç³ðêè ³ äî ñÿ ãàòè ìàê - ñèìàëüíèõ çíà÷åíü íà ê³íöåâèõ ñòàä³ÿõ êîëàïñó. Òðèâàë³ñòü çðîñòàííÿ ïîòîêó âèïðîì³íþâàííÿ áóäå âèçíà÷àòèñÿ òðèâàë³ñòþ êîëàïñó, ÿêà çàëåæíî â³ä ìàñè ñòàíîâèòü â³ä îäèíèöü äî ñîòåíü ñåêóíä. Öå âèïðî - ì³íþâàííÿ ìàòèìå íåòåïëîâèé õàðàêòåð (³ç õàðàê òåðíèì ÷àñòîòíèì ñòåïåíåâèì ñïåêòðîì) ³ áóäå ïîëÿðèçîâàíèì. Çà ö³ºþ îñîáëèâ³ñòþ éîãî ìîæíà âèð³çíèòè ³ç êîñì³÷íîãî âèïðîì³íþ âàííÿ ³íøî¿ ïðèðîäè. Ìàê ñè ìàëüí³ çíà ÷åí íÿ ïî òîê³â âèï ðîì³íþâàííÿ º äî ñèòü âå ëè êè - ìè ³ ìî æóòü áó òè çà ðåºñòðî âàí³ ñó ÷àñ íè ìè ðàä³î-, ãàì ìà- òà ðåí - òãåí³âñüêè ìè òå ëåñ êî ïà ìè. Ðîç ðà õóí êè âêà çó þòü òà êîæ íà òå, ùî çíà - ÷åí íÿ ïî òî êó âèï ðîì³íþ âàí íÿ ñèëü íî çà ëå æèòü â³ä ïà ðà ìåò ðà g, òîá òî â³ä ôîð ìè ñïåêòðó çà ðÿä æå íèõ ÷àñ òè íîê ó ìàãí³òîñ ôåð³ êî ëàï ñó þ ÷î¿ ç³ðêè. ßê âèä íî ³ç ðîç ðà õóíê³â, ÷àñ òîò íà çà ëåæí³ñòü âå ëè ÷è íè ïî òîê³â º ñòå ïå íå âîþ, ùî òèïîâî äëÿ ñèí õðîò ðîí íî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ. Íàï - ðèê ëàä, äëÿ g = 2.5 ïî êàç íèê ñòå ïå íÿ ÷àñ òîò íî¿ çà ëåæ íîñò³ ïî òî êó âèï - ðîì³íþ âàí íÿ a = (1 - g)/2 = 0.75, ùî º òè ïî âèì çíà ÷åí íÿì äëÿ áà ãàòü îõ äæå ðåë íå òåï ëî âî ãî êîñì³÷íî ãî âèï ðîì³íþâàííÿ. Ðîçðàõóíêè ïîêàçóþòü òàêîæ, ùî ïîò³ê âèïðîì³íþâàííÿ çàãàëîì ñëàáî çàëåæèòü â³ä êóòà q0, òîáòî â³ä âçàºìíî¿ îð³ºíòàö³¿ ì³æ â³ññþ äèïîëÿ ³ íàïðÿìêîì íà ñïîñòåð³ãà÷à. ßñêðàâ³øèìè áóäóòü îá’ºêòè, äëÿ ÿêèõ q0 = p/2. Âèä íî, ùî ó õîä³ ãðàâ³òàö³éíî ãî êî ëàï ñó, êî ëè ç³ðêà ñòèñ êàºòüñÿ ³ ¿¿ ðàä³óñ çìåí øóºòüñÿ, â³äáó âàºòüñÿ ñóòòºâà çì³íà ôîð ìè ìàãí³òîñ ôå - ðè. ßêùî íà ïî ÷àò êó êî ëàï ñó ç³ðêà áó äå ìà òè ñôå ðè÷ íî-ñè ìåò ðè÷ íó ìàãí³òîñ ôå ðó, òî ó õîä³ êî ëàï ñó ìàãí³òîñ ôå ðà òðàíñ ôîð ìóºòüñÿ, ³ ó í³é óòâî ðþ þòü ñÿ ïî ëÿðí³ ñòðó ìåí³ (äæå òè), ãóñ òè íà ó ÿêèõ çðîñ òຠó ì³ëüéî íè ðàç³â ïîð³âíÿ íî ³ç ïî ÷àò êî âîþ ãóñòèíîþ. Ö³ äæå òè áó äóòü ãå íå ðó âà òè íå òåï ëî âå åëåê òðî ìàãí³òíå âèï ðîì³íþ âàí íÿ ó âñüî ìó ä³àïà çîí³ ÷àñòîò. Òà êèì ÷è íîì, êî ëàï ñó þ÷³ ç³ðêè áó äóòü ïî òóæ íè ìè äæå ðå ëà ìè íå òåï ëî âî ãî åëåê òðî ìàãí³òíî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ. Öå âèï - ðîì³íþ âàí íÿ áó äå ñïîñ òåð³ãà òèñü ó âèã ëÿä³ ³ìïóëüñ³â ³ç òðè âàë³ñòþ, ð³âíîþ òðè âà ëîñò³ êî ëàï ñó. Òàê³ ³ìïóëü ñè ñë³ä øó êà òè ó ïåð øó ÷åðãó ñåðåä òàê çâàíèõ ãàììà-áàðñòåð³â, ÿê³ ñïîñòåð³ãàþòüñÿ çà äîïîìîãîþ êîñì³÷íèõ òåëåñêîï³â. Íà çàê³í÷åííÿ â³äçíà÷èìî, ùî ó äàí³é ðîáîò³ ïîòîêè âèïðî ì³ íþ - âàííÿ îö³íþâàëèñü äëÿ êîíêðåòíèõ ìîäåëåé êîëàïñóþ÷èõ ç³ðîê ³ç ñòåïåíåâèì ðîçïîä³ëîì ÷àñòèíîê ó ìàãí³òîñôåð³. ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ íà ïåâíèõ â³äñòàíÿõ â³ä ñïîñòåð³ãà÷à. Ðåàëüí³ ñïîñòåðåæóâàí³ ïîòîêè 447 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ ìîæóòü ìàòè ð³çí³ çíà÷åííÿ çàëåæíî â³ä â³äñòàí³ äî êîëàïñóþ÷èõ ç³ðîê. 1. Àëåêñååâ Å. Ì., Àëåêñååâà Ë. Ì., Âîë÷åíêî Â. È., Êðèâîøåèíà È. Â. Î âîçìîæíîñòè ðåãèñòðàöèè íåéòðèííîãî ñèãíàëà 23 ôåâðàëÿ 1987 ã. íà Áàêñàí ñêîì ïîäçåì - íîì ñöèíòèëëÿöèîííîì òåëåñêîïå ÈßÈ ÀÍ ÑÑÑÐ // Ïèñüìà â ÆÝÒÔ.— 1987.—45, ¹ 10.—Ñ. 461—464. 2. Àëüâåí Ã., Ôåëüäõàììåð Ê. Ã. Êîñìè÷åñêàÿ ýëåêòðîäèíàìèêà. — Ì.: Ìèð, 1967.—260 ñ. 3. Àñòðîôèçèêà êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé // Ïîä ðåä. Â. Ë. Ãèíçáóðãà. — Ì.: Íàóêà, 1984.—360 ñ. 4. Áàõàðåâà Ì. Ô., Òâåðñêîé Á. À. Âàðèàöèè ýíåðãèè ÷àñòèö â ïåðåìåííîì ìåæ - ïëàíåòíîì ìàãíèòíîì ïîëå // Ãåîìàãíåòèçì è àýðîíîìèÿ.—1981.—21, ¹ 3.— Ñ. 401—411. 5. Ãèíçáóðã Â. Ë. Î ìàãíèòíûõ ïîëÿõ êîëëàïñèðóþùèõ çâåçä è ïðèðîäå ñâåðõçâåçä // Äîêë. ÀÍ ÑÑÑÐ.—1964.—156, ¹ 1.—Ñ. 43—46. 6. Ãèíçáóðã Â. Ë., Îçåðíîé Ë. Ì. Î ãðàâèòàöèîííîì êîëëàïñå ìàãíèòíîé çâåçäû // Æóðí. ýêñïåðèì. è òåîðåò. ôèçèêè.—1964.—47.—Ñ. 1030—1040. 7. Ãèíçáóðã Â. Ë., Ñûðîâàòñêèé Ñ. È. Ïðîèñõîæäåíèå êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé. — Ì.: Èçä-âî ÀÍ ÑÑÑÐ, 1963.—384 c. 8. Äàâûäêèí Â. Ä., Çàöåïèí Ã. Ò., Êîð÷àãèí Â. Á. è äð. Î ðåãèñòðàöèè ðåäêîãî ñîáûòèÿ äåòåêòîðîì íåéòðèííîãî èçëó÷åíèÿ ïîä Ìîíáëàíîì 23 ôåâðàëÿ 1987 ãîäà // Ïèñüìà æóðí. ýêñïåðèì. è òåîðåò. ôèçèêè.—1987.—45, ¹ 10.—Ñ. 464—466. 9. Çåëüäîâè÷ ß. Á., Íîâèêîâ È. Ä. Òåîðèÿ òÿãîòåíèÿ è ýâîëþöèÿ çâåçä. — Ì.: Íàóêà, 1977.—494 c. 10. Êðèâäèê Â. Ã. Çàðÿæåííûå ÷àñòèöû â ìàãíèòîñôåðå êîëëàïñèðóþùåé çâåçäû // Êèíåìàòèêà è ôèçèêà íåáåñ. òåë.—1986.—12, ¹ 3.—Ñ. 8—14. 11. Êðèâäèê Â. Ã. ×àñòèöû è èçëó÷åíèå â ìàãíèòîñôåðå êîëëàïñèðóþùåé çâåçäû. ¾ Êèåâ, 1988.—29 c.—(Ïðåïðèíò / ÈÒÔ-88-149Ð). 12. Êðèâäèê Â. Ã. Êîëàïñóþ÷³ ç³ðêè ÿê äæåðåëà åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íþâàííÿ // Êèíåìàòèêà è ôèçèêà íåáåñ. òåë.—1998.—14, ¹ 6.—Ñ. 475—489. 13. Ìàí÷åñòåð Ð. Í., Òåéëîð Ä. Í. Ïóëüñàðû. — Ì.: Ìèð, 1980.—292 c. 14. Ïàõîëü÷èê À. Ðàäèîàñòðîôèçèêà. — Ì.: Ìèð, 1973.—252 ñ. 15. Ñìèò Ô. Ïóëüñàðû. ¾ Ì.: Ìèð, 1979.—267 c. 16. Øàïèðî Ñ., Òüþêîëüñêè Ñ. ×åðíûå äûðû, áåëûå êàðëèêè è íåéòðîííûå çâåçäû. Ôèçèêà êîìïàêòíûõ îáúåêòîâ. — Ì.: Ìèð, 1985.—665 c. 17. An gel J. R. P. Mag ne tism in white dwarfs // Annu. Rev. Astron. and Astro phys.— 1978.—16.—P. 487—519. 18. Arnett W. D. Grav i ta tional col lapse of evolved stars as a prob lem in phys ics // Sources of grav i ta tional ra di a tion / Ed. by L. L. Smarr. — Gambridge, 1979.—P. 163—174. 19. Baumgarte T. W., Shapiro S. L. Col lapse of a mag ne tized star to a black hole // Astro - phys. J.—2003.— 585, N 2.—P. 930—947. 20. Bionta R. M., Blewitt G., Bratton C. B., et al. Ob ser va tion of a neu trino burst in co in ci - dence with su per nova 1987A in Large Magellanic Cloud // Phys. Rev. Lett.— 1987.—58, N 14.—P. 1494—1496. 21. Bland ford R. D., Payne D. G. Hydromagnetic flows from ac cre tion discs and the pro - duc tion of ra dio jets // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—1982.—199, N 3.— P. 883—894. 22. Bland ford R. D., Znajek R. L. Elec tro mag netic ex trac tion of en ergy from Kerr black 448 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ holes // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—1977.—179, N 2.—P. 433—440. 23. Bosnjak Z. A., Celotti G., Ghirlanda M., et al. Gamma-ray bursts as so ci ated with supernovae: a sys tem atic anal y sis of BATSE GRB can di dates // Astron. and Astro - phys.—2006.—447, N 1.—P. 121—132. 24. Dermer C. D., Atoyan A. Col lapse of neu tron stars to black holes in bi nary sys tems: A model for short gamma-ray bursts // Astrophys. J.—2006.—643, N 1.— P. L13— L16. 25. Dessart L., Bur rows A., Livne E., Ott C. D. Mag net i cally driven ex plo sions of rap idly ro tat ing white dwarfs fol low ing ac cre tion-in duced col lapse // Astrophys. J.— 2007.—669, N 1.—P. 585—599. 26. Fujimoto S., Kotake K., Yamada S., et al. Magnetohydrodynamic sim u la tions of a ro tat - ing mas sive star col laps ing to a black hole // Astrophys. J.—2006.—644, N 3.— P. 1040—1056. 27. Fryer Chris L., Heger A. Bi nary merger pro gen i tors for gamma-ray bursts and hypernovae // Astrophys. J.—2005.—623, N 1.—P. 302—313. 28. Goldreich P., Julian W. H. Pul sar elec tro dy nam ics // Astrophys. J.—1969.—157, N 2.—P. 869—880. 29. Goldreich P., Weber S. Homologously col laps ing stel lar cores // Asrtophys. J.— 1980.—238, N 3.—P. 991—997. 30. Gudel M., Benz A. O. Ra dio spec tra of dMe and dKe stars // Astron. Soc. Pacif. Conf. Ser.—1996.—93.—P. 303—305. 31. Gudel M., Benz A. O., Guiman E. F., Schmitt J. H. M. M. Nonthermal microvawe emis - sion from F dwarfs: 71 Tau, a For, and open clus ter / mov ing group mem ber ship // Astron. Soc. Pac. Conf. Ser.—1996.—93.—P. 306—308. 32. Gunningam C. T., Price R. H., Moncrief V. Ra di a tion from col laps ing rel a tiv is tic stars. I. Linearized odd-par ity ra di a tion // Astrophys. J.—1978.—224, N 2.—P. 643—667. 33. Gunningam C. T., Price R. H., Moncrief V. Ra di a tion from col laps ing rel a tiv is tic stars. II. Linearized even-par ity ra di a tion // Astrophys. J.—1979.—230, N 3.— P. 870— 892. 34. Gunningam C. T., Price R. H., Moncrief V. Ra di a tion from col laps ing rel a tiv is tic stars. III. Sec ond or der per tur ba tion of col lapse with ro ta tion // Astrophys. J.—1980.— 236, N 2.—P. 674—692. 35. Hanami H. Mag netic can non ball model for gamma-ray bursts // Astophys. J.— 1997.—491, N 2.—P. 687—696. 36. Henricsen R. N., Chau W. Y., Chau K. L. Mag netic di pole ra di a tion from a ex plod ing or col laps ing mag net ised ro tat ing spher oid // Astrophys. J.—1979.—227, N 3.— P. 1013—1018. 37. Hirata K., Kajiata T., Koshiba M., Nakahata M., et al. Ob ser va tion of a neu trino burst from the su per nova 1987A // Phys. Rev. Lett.—1987.—58, N 14.—P. 1490—1493. 38. Koide S., Shibata K., Kudoh T. Gen eral rel a tiv is tic magnetohydrodynamic sim u la tions of jets from black hole ac cre tions disks: Two-com po nent jets driven by nonsteady ac - cre tion of mag ne tized disks // Astophys. J. Lett.—1998.—495, N 2.— P. L63—L66. 39. Kryvdyk V. Elec tro mag netic ra di a tion from col laps ing stars. I. Power-se ries dis tri bu - tion of par ti cles in magnetospheres // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—1999.—309, N 2.—P. 593—598. 40. Kryvdyk V. High-en ergy emis sion from presupernova // Adv. Space Res.—2004.—33, N 2.—P. 484—486. 41. Kryvdyk V. Ra di a tion bursts from a presupernova collapsar // Springer Proc. in Phys. —2005.—99.—P. 215—216. 449 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ 42. Kryvdyk V. G., Agapitov O. V. Het er o ge neous mag neto sphere of col laps ing star // Astron. Soc. Pacif. Conf. Ser.—2005.—330.—P. 415—416. 43. Kryvdyk V., Agapitov A. Het er o ge neous mag neto sphere of ac cre tion-in duced col lap s - ing white dwarfs // Astron. Soc. Pacif. Conf. Ser.—2005.—330.—P. 277—280. 44. Lattimer J. H. The equa tion of state of hot dense mat ter and supernovae // Ann. Rev. Nucl. Part. Sci.—1981.—31.—P. 337—375. 45. Lim J., White S. M. First ra dio de tec tion of so lar-type stars in an open clus ter: the Pleiades // Astron. Soc. Pacif. Conf. Ser.—1996.—93.—P. 455—457. 46. Linsky J. L. Steady ra dio emis sion from stars // Astron. Soc. Pacif. Conf. Ser.— 1996.—93.—P. 436—446. 47. MacFadyen A. I., Woosley S. E. Collapsars: Gamma-ray bursts and ex plo sions in “failed supernovae” // Astrophys. J.—1999.—524, N 1.—P. 262—289. 48. MacFadyen A. I., Woosley S. E., Heger A. Supernovae, jets, and collapsars // Astro - phys. J.—2001.—550, N 1.—P. 410—425. 49. Meliani Z., Sauty C., Vlahakis N., et al. Nonradial and nonpolytropic as tro phys i cal out - flows. VIII. A GRMHD gen er al iza tion for rel a tiv is tic jets // Astron. and Astro - phys.—2006.—447, N 2.—P. 797—812. 50. Meszaros P. The o ries of gamma-ray bursts // An nual Rev. Astron. Astro phys.— 2002.— 40.—P. 137—169. 51. Mizuno Y., Yamada S., Koide S., Shibata K. Gen eral rel a tiv is tic MHD sim u la tions of the grav i ta tional col lapse of a ro tat ing star with mag netic field as a model of gamma-ray bursts // Astrophys. J.—2004.—606, N 1.—P. 395—412. 52. Moncrief V. Ra di a tion from col laps ing rel a tiv is tic stars. IY. Black hole recoild // Astrophys. J.—1980.—238, N 1.—P. 333—337. 53. Morley P. D., Schmidt I. Elec tro mag netic pulse from fi nal grav i ta tional stel lar col lapse // Astron. and Astrophys.—2002.—384, N 2.—P. 899—907. 54. Nomoto K., Kondo Y. Con di tion for ac cre tion-in duced col lapse of white dwarfs // Astrophys. J. Lett.—1991.—367, N 1.—P. L19—L22. 55. Nomoto K., Kondo Y. Ac cre tion-in duced col lapse of white dwarfs // NATO ASI Ser. Ser. C. Math., Phys.Sci.—1992.—377.—P. 189—205. 56. Nomoto K., Maeda K. Tominaga N. Hypernovae and gamma-ray bursts // Astrophys. J. Suppl. Ser.—2005.—298, N 1.—P. 81—86. 57. Ortwein N. R., Chang D. B., Leverett D. Syn chro tron ra di a tion from a di pole field // Astrophys. J. Suppl. Ser.—1966.—12, N 111.—P. 323—390. 58. Ra dio emis sion from the stars and the Sun / Eds A. R. Tay lor, J. M. Paredes // Astron. Soc. Pacif. Conf. Ser.—1996.—93.—466 p.—(Proc. Conf., Barselona (Spain) 3-7 Jul. 1995). 59. Ruffert M., Janka H.-Th. Gamma-ray bursts from accreting black holes in neu tron star merg ers // Astron. and Astrophys.—1999.—344, N 2.—P. 573—606. 60. Ruffini R., Bernardini M. G., Bi anco C. L., et al. The blackholic en ergy: long and short Gamma-Ray Bursts (New per spec tives in phys ics and as tro phys ics from the the o ret i - cal un der stand ing of Gamma-Ray Bursts, II) // Amer. Inst. Phys. Conf. Proc.— 2005.—782.— P. 42—127. 61. Ruffini R., Bernardini M. G., Bi anco C. L., et al. The blackholic en ergy and the ca non i - cal gamma-ray burst // Amer. Inst. Phys. Conf. Proc.—2007.—910.— P. 55—217. 62. Ruffini R., Bi anco C. L., Chardonnet P., et al. New per spec tives in phys ics and as tro - phys ics from the the o ret i cal un der stand ing of gamma-ray bursts // Amer. Inst. Phys. Conf. Proc.—2003.—668.—P. 16—107. 63. Ruffini R., Fraschett F., Vitagliano L., She-Sheng Xue. Ob ser va tional sig na tures of an 450 Â. Ã. ÊÐÈÂÄÈÊ elec tro mag netic overcritical grav i ta tional col lapse // In tern. J. Mod ern Phys. D.— 2005.—14, N 1.—P . 131—142. 64. Shibata M., Taniguchi K. Merger of bi nary neu tron stars to a black hole: Disk mass, short gamma-ray bursts, and quasinormal mode ring ing // Phys. Rev. D.—2006.— 73, N 6.—id. 064027. 65. Umeda H., Tominaga N., Maeda K., Nomoto K. Pre cur sors and main-bursts of gamma ray bursts in a hypernova sce nario // Astrophys. J. Lett.—2005.—633, N 1.— P. L17—L20. 66. Utana G., Trigilio C., Catalano S. Ra dio emis sion from Algol-type bi na ries. I. Re sults of 1992—1993 VLA Sur vey // Astron. and Astrophys.—1998.—329, N 3.— P. 1010—1018. 67. Uzdensky D. A., MacFadyen A. I. Stel lar ex plo sions by mag netic tow ers // Astro - phys. J.—2006.—647, N 2.—P. 1192—1212. 68. Uzdensky D. A., MacFadyen A. I. Magnetar-driven mag netic tower as a model for gamma-ray bursts and asym met ric supernovae // Astrophys. J.—2007.—669, N 1.—P. 546—560. 69. Van den Oort G. M. J. Non-ther mal emis sion mech a nism in stel lar co ro nae // Astron. Soc. Pac. Conf. Ser.—1996.—93.—P. 263—272. 70. Van Paradijs J., Van den Henvel E. P. S., Kouveliotou C., et al. Ev i dence for neu tron stars for ma tion from ac cre tion in duced col lapse of a white dwarf // Astron. and Astrophys.—1997.—317, N 1.—P. L9—L12. 71. Woosley S. E., Baron E. The col lapse of white dwarfs to neu tron stars // Astrophys. J.—1992.—391, N 1.—P. 228—235. 72. Woosley S. E., Heger A. The pro gen i tor stars of gamma-ray bursts // Astrophys. J.— 2006.—637, N 2.—P. 914—921. 73. Woosley S. E., Timmer F. X., Baron E. Ac cre tion in duced col lapse // NATO ASI Ser. Ser. C. Math., Phys. Sci.—1992.—377.—P. 189—205. Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 30.09.08 451 ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÍß ÇÀÐßÄÆÅÍÈÕ ×ÀÑÒÈÍÎÊ

Схожі ресурси