Популяционный синтез релятивистских звезд Прохоров, Михаил Евгеньевич

Введение к работе

Цель диссертации

Целью настоящей диссертации является:

(а) исследования пространственного распределения и индивидуальных
аккреционных светимостей одиночных нейтронных звезд в Галактике,
необходимое для сопоставления с обзорами в мягком рентгене (HOSAT
и подобные):

(б) использование двойных компактных рентгеновских источников в
качество индикатора возраста локальных вспышек звездообразования;

(в) ограничение параметров эволюционного сценария (величины и вида
распределения отдачи, распределения по начальным отношениям масс
и т.д.) по числу двойных нейтронных звезд (радиопульсаров) с различ
ными типами компонентов;

(г) исследование свойств космологических гамма-всплесков в рамках
модели сливающихся двойных нейтронных звезд.

Л ктуал ыюстъ диссертации

Перечисленные задачи (плпуилъпы для планирования стратегии современных астрофизических экспериментов, к которым относятся спут-никовые обзоры неба в рентгеновском и гамма диапазонах, направлен ные на поиск источников с компактными объектами, а также для поиска и исследования радиопульсаров. Расчет процессов формирования и эволюции двойных звезд с релятивистскими компонентами необходим для планирования стратегии гравитационно-волновых экспериментов. Разработанный в данной диссертации метод позволяет оценить параметры эволюционных сценариев, которые не вытекают из анализа параметров и эволюции индивидуальных двойных систем. Метод популяционного синтеза является единственным способом количественного предсказания физических и статистических свойств двойных ( иотем на редких эволюционных стадиях.

Научная новизна диссертации

Научная новизна работы состоит в систематическом исследовании двойных систем в состав которых входят компактные объекты с возможно более полным учетом астрономических данных и теоретических представлений об эволюции двойных звезд и процессах образования нейтронных звезд, белых карликов и черных дыр.

Структура диссертации

Структура диссертации традиционна, она состоит из краткого Предисловия, содержащего формальные положения, 7 глав, заключения и списка литературы, содержащего 645 названий. Первые две главы имеют вводный характер, в них дано описание метода популяцион-ного синтеза и используемого эволюционного сценария. Научные результаты содержатся в остальных пяти главах.

Личный вклад автора

1) Автором лично была разработана и написана большая часть комплекса компьютерных программ "Машина Сценариев" для моделирования эволюции двойных звезд, а именно, эволюция массивных нормальных звезд (с массами больше 1ОМ₀), эволюция компактных объектов с учетом ограниченного экспоненциального затухания магнитных полей, реализация алгоритмов Монте-Карло, базовых алгоритмов сбора статистики и представления результатов, излучение гравитационных волн (совместно с К.А.Постновым). В написании всего комплекса программ участвовали также В.М.Липунов (автор идеи и первые расчеты эволюции массивных звезд), К.А.Постной (эволюция нормальных звезд с массой меньше ЮМ,-.,, аккреционно-индуцированный коллапс белых карликов, гравитационные волны от двойных систем и сверхновых), И.Е.Панченко (разработка блоков программы для более детального исследования слияний компактных двойных и визуализация треков), С.Б.Попов (разработка блоков программ для сбора статистики при расчетах эволюции двойных после вспышки звездообразования), С.Н.Назин (версия "Машины Сценариев'" для работы через Internet).

2) Автору принадлежит идея использования эргодической гипотезы'

при исследовании распределения одиночных гтарых нейтронных звезд в гало Галактики. Расчеты подобных распределений были проведены совместно с К.А.Постновым.

1. Аитору принадлежит доказательство присутствия отдачи при образовании двойного радиопульсара В1269 С>Л-

2. Аитору принадлежит идея роста зависимости log ЛГ-log S для гамма-всплесков в области низких потоков, связанная с пиком первичного звездообразования в галактиках.

3. Автору принадлежит идея образования и существования эллиптических дисков в одиночных и двойных системах. Компьютерные аналитические вычисления были проведены совместно с К.А.Постновым. Корректная математическая формулировка задачи и интерпретация обнаруженной неустойчивости сделаны Ю.Э.Любарским.

G') Автору принадлежит идея о возможности объяснения квазиперио-дических осцилляции на средних и низких частотах спиральными волнами и аккреционном диске. Все оценки и вычисления, связанные и неуетойчииоетями типа акустического резонанса проведены В.В.Мусцевым.

Остальные результаты были получены в соавтор» тве с В.М.Ляпуновым. К.А.Постновым. С.Б.Поповым, И.Е.Панченко и др. Личное участие в этих совместных работах равное.

Апробация

Основные результаты, полученные в диссертации, устно докладывались лично автором и ого соавторами на отечественных и международных конференциях. В их числе:

1. Международные конференции по Космомнкрофизике "Космион 94", "Космион 9(Г, "Космион-97'', "Космион-99"' (Москва)

2. Международные конференции "Rencontres tie MorioncT (Лез-Арк, Франция, 1997, 1999)

3. Международные конференции по астрофизике памяти Г.А.Гамова (Одесса, Санкт-Петербург, сентябрь 1995, август 1999)

4. Совещания "Физика нейтронных звезд", Санкт-Петербург, ФТИ им. Иоффе,-1995, 1997, 1999

5. Международная конференция "Snowmass-94: Particle and Nuclear Astrophysics and Cosmology in the Next Millenium'' (Сноумасс. Колорадо, США)

G) Международный симпозиум ^-'29th ESLAB Symposium: Toward (.he Source of Gamma-Ray Bursts" (1095, Ноордвайк, Нидерланды)

7. Международная школа "International School: Particles and Cosmology" (Баксан, Россия 1997, 1999)

8. Международная конференция по Общей теории относительности и гравитации "GR 15" (1997, Пуне, Индия)

9. Конференция "Strong Magnetic Fields in Neutrino Astrophysics" (Ярославль, Россия, 1999)

Кроме того, автор неоднократно выступал с докладами по теме диссертации на семинарах ГАИШ МГУ, ФИАН РАН, ИКИ РАН, АКЦ ФИАН, ФТИ им. Иоффе РАН и в других местах.