Введение к работе
Актуальность темы диссертации Темадиссертцпи актуальна, поскольку связана с исследованием неп іроиньїх звезд Неп і ронные звезды очень компактны и содержаї сверчплоіное вещество (с нлопюстыо в несколько раз выше ядерноп ПЛОІНОСІП ра = 2 8 х 1014 г/см'), кошрое можеі сосюяіь из непіронов, проюнов, злекіронов, мюонов, пшеронов, а іакже жзошческоп мазернії (чипа бозонною конденсаіа пли плазмы свободных кварков) Эю вещество можеі бьиь свермекучпм за счеі ядерного пршяжения между ба-рпонамн (с крпшческнми іемпераіурамп ~ 10'*— 10ю К п выше) и можег содержаїь сверчен чыюе магшпное поле (В ~ 1014 — 101Г| Гс и выше) В шоіе нешронные звезды предеіавляюі собой уникальные природные лаборашрпи, которые позволяю! нсследоваїь своисіва вещее іва в экстремальныч условиях Несмоіря на мощный проіресс наблюдаїельнон асірофпзпки и развпіие іеорпн нешронных звезд основная проблема сосіава и уравнения сосюяния сверхплоіного вещества пока не решена, чоія решение можег бьпь получено уже в недалеком будущем Эшм и обьясняеіся постоянно растущий ишерес к ней і ровным звездам
Для правильної! пніерпреіаціш наблюдений необходимо моделирование различных процессов, происходящих в нешронных звездах, с использованием современных іеореінческих данных о сверхплопюм веществе, включая іранспоріньїе свойства Недавние качественно новые наблюдения остывающих изолированных неГпронных звезд, аккрецирующих неГнронных звезд в составе ренігеновских іранзпеніов, ренпеновских сверхвспышек аккрецирующих нейтронных звезд, вспышечнои и квазнстационарнои активности маїнпіаров (аномальных ренпеновских пульсаров и источников мяіких ио-віоряюіцихся і амма-всплесков) можно обьясншь лишь с помощью надежной кпнешческои іеорин вещества в экстремальных условиях Развитей применение іаких теорий, предприняше в диссеріаціш, акіуально и своевременно
Цели работы Развшне кинстическои іеорші вещества нейтронных звезд, прежде всею с учеюм эффект затухания Ландау при обмене поперечными плазмонами в столкновениях заряженных частиц, и приложение резулыа'шв к исследованиям остывания молодых нешронных звезд, і силової! релаксации нешронных звезд с перегретой корой в ренпеновских іранзпеніах и эволюции маїниіного поля нешронных звезд
Научная новизна. Впервые рассчитаны теплопроводность и сдвиговая вязкость в коре и ядре нейтронной звезды, а также электропроводность в ядре звезды, с учеюм затухания Ландау Впервые выполнено моделирование остывания нейтронных звезд с новой іеплопроводносіью и показано, чю эср-фекі заіухания Ландау в ядре звезды можег замешо влияіь на остывание молодых звезд, внуїрн коюрых завершаеіся тепловая релаксация Выполнено моделирование тепловой релаксации нереіреюй коры аккрецирующей нешронноп звезды в рентіеновском іранзненіе KS 1731 260, чю позволило наложить ограничения на иарамстры нетронной звезды и своисіва вещества ее коры
Достоверность научных результатов Достоверность резулыатов обеспечена использованием современных меюдов кпнешческои теории плоіноіО|
вещесіва и современных вычислительных программ но моделированию строения и эволюции неГпронных звезд, а также сравнением результатов, где эю возможно, с результаїами других авюров
Практическая значимость работы. Результаїьі расчетов кинешческих коэффициентов плоіною звездного веіцесіва, проведенных в дпссеріации, представлены в виде аинроксимацпонных формул, удобных для использования в вычислительных программах, которые предназначены для моделирования различных процессов в нейтронных звездах Прежде всеї о, эю моделирование остывания обычных изолированных нейтронных звезд, остывания маг-ннгаров, тепловой эволюции аккрецирующих неГпронных звезд в ренігенов-ских транзиентах, эволюции магнитных полей нейтронных звезд, их внутреннею дифференциального вращения, затухания колебаний нейіронньїх звезд (включая колебания, связанные с излучением гравитационных волн), рентіе-новских вспышек и сверхвспышек при взрывном ядерном горении в поверхностных слоях нейіронньїх звезд
Результаты расчетов кинетических коэффицентов плотного вещества могут быть использованы и для моделирования процессов, происходящих в белых карликах, а также в вырожденных ядрах шгантов и сверхппантов В первую очередь эю моделирование остывания белых карликов (как меюд определения их возраста), моделирование заіухания колебаний в горячих белых карликах (для быстро развивающейся сейсмологии белых карликов), моделирование разогрева и взрыва массивных аккрецирующих белых карликов как сверхновых типа 1а (один из основных методов измерения расстояний в космолоиш)
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Построение теории и расчет теплопроводности и сдвиювой вязкости вырожденных электронов в оболочках нешронных звезд за счет электрон-электронных столкновений с учсюм эффекта затухания Ландау при обмене поперечными плазмонами
-
Посіроение теории и расчет теплопроводное і и и сдвиговой вязкости электронов и мгоонов в ядрах нейтронных звезд с учсюм эффекта затухания Ландау и влияния сверхіекучесш проюнной составляющей вещества на столкновения электронов и мюонов с протонами и между собой
-
Вычисление анизотропною электросопротивления замагниченных ядер нейтронных звезд, сосюяіцих из нуклонов, электронов и мюонов, с учетом зффекіа заіухания Ландау п сверхтекучести протонов
-
Расчет тепловой эволюции молодых неГпронных звезд (первые 10 300 леї после образования), внутри которых происходи! тепловая релаксация, с учетом влияния заіухания Ландау на теплопроводность звездною вещества Анализ наблюдении остаїка Сверхновой 1987А, направленных на обнаружение нейтронной звезды, которая могла образовался при взрыве Сверхновой (но до сих пор не обнаружена) Вывод о том, что нейтронная звезда могла образоваться, но пока ненаблюдаема
-
Моделирование тепловой релаксации нейтронной звезды с корой, пере-греюй в процессе длительной аккреции, в рент і еновском транзпенгном исючнике KS 1731 260 Иніериреіацпя наблюдении тепловою излучения исючника после окончания аккреции и наложение ограничений на пара-меірьі нейтронной звезды и физические свойства ее коры
Апробация работы и публикации Резульїаіьі, вошедшие в дпссеріа-цшо, получены в период с 2006 по 2008 і од и опубликованы в семи статьях в реферируемых журналах и в пяш тезисах конференций Резульїаіьі докладывались на всероссийских конференциях "Асірофпзпка высоких знері ий" НЕА 2006 (Москва, 2006) и НЕА 2007 (Москва, 2007), "Физика нейтронных звезд" (Санкі-Пеїербурі, 2008), Научно-координационная сессия "Исследования неидеалыюи плазмы" (Москва, 2006), на и і оі оном семинаре но физике и асірономпн по резульїаіам конкурса гран юн для молодых ученых Оанкт-Пеіербурга (Санкт-Пеїербург, 2006), на семинаре лабораюрнп экспериментальной ядерной физики унпверсиїеіа і Hoiр-Дам (США, 2007), на рабочем совещании "Complex РЬуысь of Compact Staib" (Ladek Zdioj, Poland, 2008) и на семинарах секюра іеореіическоп астрофизики ФТИ им Иоффе РАН
Структура її объем диссертации.
Диссертация cocioni из введения, пяш глав и заключения, содержит 166 сіраннц печаїною іексіа, в том числе 39 рисунков, 3 іаблнцьі и список ли-іераіурьі, включающий 155 наименований