МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. аль-Фараби
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ
(НИИЭТФ)
МРНТИ 41.17.41; 29.05.41; 29.05.45 |
УТВЕРЖДАЮ |
УДК 52: 531.51 ; 52 : 530.12; 539.121.7; 530.12:531.51 524.1; 52-1/-8 : 530.12 ; 524.8 |
Директор НИИЭТФ
|
|
____________ О. Лаврищев |
|
«_____» ______________ 2014 г. |
|
|
Пояснительная записка
Название научного проекта: |
Исследование квазипериодических осцилляций рентгеновского излучения компактных астрофизических объектов
|
Целевая научно-техническая программа |
«Астрофизические исследования звездных и планетных систем» |
Приоритет: |
Интеллектуальный потенциал страны |
Сроки реализации: |
2015- 2017гг. |
Объем финансирования в целом: |
197 948,45 тыс.тенге |
в том числе на 2015г.: |
65 113,69 тыс.тенге |
Научный руководитель, PhD __________________________ Бошкаев К.А.
|
|
Алматы – 2014
Пояснительная записка
Целевая научно-техническая программа
«Астрофизические исследования звездных и планетных систем»
Проект «Исследование квазипериодических осцилляций рентгеновского излучения компактных астрофизических объектов»
Срок реализации – 2015-2017гг.
Введение
В рентгеновской астрономии, квазипериодическая осцилляция (КПО) – это явление изменения (мерцания), в пределах некоторых частот, рентгеновского излучения от астрономического объекта. В таких случаях, рентгеновские лучи излучаются вблизи внутреннего края аккреционного диска, в котором газ закручивается на компактный объект, такой как, белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра.
Исследование квазипериодических осцилляций позволяют астрономам понять процессы, происходящие во внутренних областях аккреционных дисков и рассчитать массы, радиусы, периоды вращения белых карликов, нейтронных звезд и черных дыр. Квазипериодические осцилляции дают возможность проверить предсказания эйнштейновской общей теории относительности, отличающиеся от результатов ньютоновской гравитации при сильных гравитационных полях или при быстрых вращениях (когда вступает в силу явление, называемое эффектом Лензе-Тирринга). Тем не менее, различные объяснения квазипериодических осцилляций остаются спорными, а выводы из их исследования – предварительными.
Наблюдения, начавшиеся в 1996 году на орбитальной рентгеновской обсерватории Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), обнаружили быстрые переменности, и было установлено, что нейтронные звезды и черные дыры испускают рентгеновские лучи, которые имеют КПО с частотами до 1000 Гц и выше. Также были найдены КПО, в которых проявляются два колебания примерно одной мощности. Этим показано, что высокочастотные КПО могут коррелировать с низкочастотными [1].
КПО могут быть использованы для определения массы черных дыр [2]. Метод использует связь между черными дырами и внутренней частью окружающих их дисков, где газ движется по спирали в направлении черной дыры, не достигая горизонта событий. Горячий газ накапливается вблизи черной дыры и излучает поток рентгеновского излучения, с интенсивностью, которая изменяется определенным образом. Такое явление повторяется периодически, через почти равные промежутки времени. Излучение, которое при этом образуется и есть КПО. Астрономы давно подозревали, что частота КПО зависит от массы черной дыры, и теоретически это было показано в нескольких работах, но, тем не менее, требуются дальнейшие подробные исследования в этом направлении.
Полученные результаты будут иметь существенное влияние на понимание природы компактных объектов и физики в окрестности маломассивных рентгеновских двойных систем, которые являются источниками квазипериодических осцилляций.
Таким образом, в предлагаемом Проекте будут исследованы квазипериодические осцилляции от маломассивных рентгеновских двойных систем (Low Mass X-Ray Binaries). В рамках общей теории относительности (ОТО) будут исследованы приближенные и точные решения уравнений Эйнштейна для описания устойчивых конфигураций компактных объектов. В результате наших исследований будут вычислены основные параметры компактных объектов, такие как масса, радиус, угловой момент, период вращения, квадрупольный момент и т.д., которые необходимы для нахождения уравнений состояния вещества, из которого состоят компактные объекты, а также исследованы физические явления, возникающие в режиме сильных гравитационных полей.