An enigma of the Przybylski star
Вантажиться...
Дата
2022
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
A new scenario to explain the
Przybylski star phenomenon is proposed. It is based
on the supposition that this star is a component
of a binary system with a neutron star (similar to
the hypothesis proposed earlier by Gopka, Ul’yanov
& Andrievskii). The main difference with previous
scenario is as follows. The orbits of the stars of
this system lie in the plane of the sky (or very
close to this plane). Thus, we see this star (and its
companion) nearly polar-on, and therefore we cannot
detect the orbital motion (spectral line based) from
the Przybylski’s star spectrum. In relation to the
Przybylski star, the neutron star is a
γ-ray pulsar for
it. A neutron star is a source of relativistic particles
and radiation emitted from the certain parts of
its surface. The topology of this radiation strongly
depends on the the magnetic field configuration of
the neutron star. Existing models suppose that 1)
high-energy electron-positron pairs and hard radiation
are produced in the (magnetic) polar zones.
Accelerated charge particles that move along magnetic
lines emit electromagnetic quanta. In this model the
radio-emission is genetically linked with the emission
of the γ-quanta. 2) Another model of the outer gap is
based on the assumption that there is a vacuum gap
in the outer magnetosphere of the neutron star, which
arises due to the constant escape of charged particles
through the light cylinder along the open magnetic
field lines. The direction of such escape may be roughly
orthogonal to the rotation axis. If the rotation axes of
the Przybylski star and the neutron star are close in
direction (or even aligned), charged particles and hard
radiation ejected in the approximately orthogonal direction
at a large solid angle can enter the Przybylski’s
star atmosphere, causing there different physical
processes. As a possible source of the free neutrons
could be the nuclear reactions between high-energy
γ-quanta and nuclei of some atoms in the Przybylski’s
star atmosphere gas. As a result, photoneutrons
can be generated. Large enough neutron flux can be produced in the reactions with quite abundant element
of the atmosphere gas (for example, helium). The
photoneutrons produced in these reactions are rapidly
thermalized and, as resonant neutrons, react with seed
nuclei in the s-process. It should be also noted that
together with s-process elements, the deuterium nuclei
could be formed as a result of the interactions of the
free resonant neutrons with the hydrogen atoms, but
this issue has not yet been worked out.
Запропоновано новий сценарій пояснення феномену зорі Пшибильського. Він ґрунтується на припущенні, що ця зоря є компонентом подвійної системи з нейтронною зорею (подібно до гіпотези, запропонованої раніше Гопкою, Ульяновим та Андрієвським). Основна відмінність від попереднього сценарію полягає в наступному. Орбіти зір цієї системи лежать у картинній площині (або дуже близько до цієї площини). Таким чином, ми бачимо цю зорю (і її супутника) майже в полярному положенні, і тому ми не можемо виявити орбітальний рух за спектром зорі Пшибильського. По відношенню до зорі Пшибильського нейтронна зоря є гамма-пульсаром. Нейтронна зоря є джерелом релятивістських частинок і випромінювання, що випускається певними ділянками її поверхні. Топологія цього випромінювання сильно залежить від конфігурації магнітного поля нейтронної зорі. Існуючі моделі припускають, що високоенергетичні електрон-позитронні пари і жорстке випромінювання утворюються в (магнітних) полярних зонах. Прискорені заряджені частинки, які рухаються вздовж магнітних ліній, випромінюють електромагнітні кванти. У цій моделі радіовипромінювання генетично пов’язане з випромінюванням гамма-квантів. Інша модель базується на припущенні, що в зовнішній магнітосфері нейтронної зорі є вакуумний проміжок, який виникає внаслідок постійного витікання заряджених частинок через світловий циліндр вздовж відкритих силових ліній магнітного поля. Напрямок такої міграції може бути приблизно ортогональним до осі обертання зорі. Якщо осі обертання зорі Пшибильського і нейтронної зорі близькі за напрямком (або навіть співпадають), заряджені частинки і жорстке випромінювання, що викидаються в приблизно ортогональному напрямку у великому тілесному куті, можуть входити в атмосферу зорі Пшибильського, викликаючи там різні фізичні процеси. Можливим джерелом вільних нейтронів можуть бути ядерні реакції між високоенергетичними гамма-квантами і ядрами деяких атомів у газі атмосфери зорі Пшибильського. Як наслідок, можуть генеруватися фотонейтрони. Досить великий потік нейтронів може бути отриманий в реакціях з досить поширеним елементом газу атмосфери (наприклад, Гелієм). Фотонейтрони що утворюються в цих реакціях, швидко втрачають енергію і, вже як резонансні нейтрони, реагують із зародковими ядрами ядрами в s-процесі. Слід також зазначити, що разом з елементами s-процесу ядра Дейтерію могли б утворитися в результаті взаємодії вільних резонансних нейтронів з атомами Гідрогену, але це питання ще не опрацьоване.
Запропоновано новий сценарій пояснення феномену зорі Пшибильського. Він ґрунтується на припущенні, що ця зоря є компонентом подвійної системи з нейтронною зорею (подібно до гіпотези, запропонованої раніше Гопкою, Ульяновим та Андрієвським). Основна відмінність від попереднього сценарію полягає в наступному. Орбіти зір цієї системи лежать у картинній площині (або дуже близько до цієї площини). Таким чином, ми бачимо цю зорю (і її супутника) майже в полярному положенні, і тому ми не можемо виявити орбітальний рух за спектром зорі Пшибильського. По відношенню до зорі Пшибильського нейтронна зоря є гамма-пульсаром. Нейтронна зоря є джерелом релятивістських частинок і випромінювання, що випускається певними ділянками її поверхні. Топологія цього випромінювання сильно залежить від конфігурації магнітного поля нейтронної зорі. Існуючі моделі припускають, що високоенергетичні електрон-позитронні пари і жорстке випромінювання утворюються в (магнітних) полярних зонах. Прискорені заряджені частинки, які рухаються вздовж магнітних ліній, випромінюють електромагнітні кванти. У цій моделі радіовипромінювання генетично пов’язане з випромінюванням гамма-квантів. Інша модель базується на припущенні, що в зовнішній магнітосфері нейтронної зорі є вакуумний проміжок, який виникає внаслідок постійного витікання заряджених частинок через світловий циліндр вздовж відкритих силових ліній магнітного поля. Напрямок такої міграції може бути приблизно ортогональним до осі обертання зорі. Якщо осі обертання зорі Пшибильського і нейтронної зорі близькі за напрямком (або навіть співпадають), заряджені частинки і жорстке випромінювання, що викидаються в приблизно ортогональному напрямку у великому тілесному куті, можуть входити в атмосферу зорі Пшибильського, викликаючи там різні фізичні процеси. Можливим джерелом вільних нейтронів можуть бути ядерні реакції між високоенергетичними гамма-квантами і ядрами деяких атомів у газі атмосфери зорі Пшибильського. Як наслідок, можуть генеруватися фотонейтрони. Досить великий потік нейтронів може бути отриманий в реакціях з досить поширеним елементом газу атмосфери (наприклад, Гелієм). Фотонейтрони що утворюються в цих реакціях, швидко втрачають енергію і, вже як резонансні нейтрони, реагують із зародковими ядрами ядрами в s-процесі. Слід також зазначити, що разом з елементами s-процесу ядра Дейтерію могли б утворитися в результаті взаємодії вільних резонансних нейтронів з атомами Гідрогену, але це питання ще не опрацьоване.
Опис
Ключові слова
Stars, chemically peculiar, Зорі, хімічно пекулярні
Бібліографічний опис
Odessa Astronomical publications = Одеські астрономічні публікації