Web of Science®
ФТИ в 2000–20 гг.
Статей 24429
Цитируемость
суммарная 320806
на статью 13.1
Индекс Хирша 168
G-индекс 284
Scopus®
ФТИ в 2000–20 гг.
Статей 27574
Цитируемость
суммарная 343754
на статью 12.5
Индекс Хирша 177
G-индекс 295
Основные достижения
Отчет ФТИ 2020
 

Основные достижения 2021 года

Перечень 

Мощные вспышки петавольтных фотонов и нейтрино в двойных звездных системах c релятивистским компаньоном

Быков,АМ; Петров,АЕ; Каляшова,МЕ; Троицкий,СВ
лаб. астрофизики высоких энергий (Быкова,АМ)
Org_0041

Детектор Carpet-2 (ИЯИ РАН) в 2020 г. зарегистрировал вспышку петаэлектронвольтного (ПэВ = 1015 эВ = 1,6 х 10-4 Дж) гамма-излучения рекордно высокой интенсивности от ранее неотождествленного источника в созвездии Лебедя, одновременно с регистрацией из той же области нейтрино с энергией 150 ТэВ в международном эксперименте IceCube. В 2021 году в ФТИ им. А.Ф. Иоффе предложена модель вспышек ПэВ фотонов и нейтрино от двойных систем, содержащих сверхплотный компактный объект — нейтронную звезду или черную дыру — и массивную звезду класса О или Be. Кинетические расчеты показали, что при взаимодействии релятивистского ветра пульсара PSR J2032+4127 с плотным диском звезды MT91 213 класса Ве большая часть энерговыделения пульсара может быть конвертирована в протоны ПэВ диапазона. Быстрое, по сравнению со временем прохождения диска, ускорение протонов до десятков ПэВ в сочетании с пороговым характером фотомезонного процесса, производящего фотоны и нейтрино, приводит к мощным вспышкам гамма-излучения и субпетавольтных нейтрино. Модель позволила объяснить открытую на Carpet-2 вспышку. Внегалактические фотоны с энергиями ПэВ не наблюдаемы из-за рождения пар на микроволновом фоне. ПэВ вспышки галактических релятивистских двойных звезд наблюдаемы на новых гамма (CTA, TAIGA, LHAASO) и нейтринных (IceCube, Baikal-GVD) обсерваториях.

Иллюстрации


Рис. 1. Слева: модельная геометрия двойной системы, содержащей компактный объект (пульсар или черную дыру) и массивную звезду класса Be. Справа: модельные спектры фотонов (синий цвет) и нейтрино (зеленый цвет), произведенных ускоренными протонами в фотомезонном процессе, в сравнении с наблюдаемым во время вспышки потоком петавольтных гамма-лучей (голубая полоса) и оценочным потоком нейтрино (зеленая звезда). Потоки излучения во вспышках на порядок превосходят верхние пределы на стационарные значения (горизонтальные линии). Красные точки на энергиях ниже 10 ТэВ иллюстрируют стационарное излучение пульсарной туманности лептонного происхождения. Вспышечное излучение и нейтрино обусловлены адронным механизмом.

Направление ПФНИ: 1.3.7.3. Работа выполнена в рамках проекта РНФ 21-72-20020.

Публикации

  1. A.M. Bykov, A.E. Petrov, M.E. Kalyashova, S.V. Troitsky, PeV photon and neutrino flares from galactic gamma-ray binaries, Astrophysical Journal Letters, v. 921, L10, 2021)
Яндекс.Метрика
© 2005–2020 разработка и сопровождение: ОНТИ ФТИ им. А.Ф. Иоффе