ТОКОВЫЙ СЛОЙ КАК ОПТИМАЛЬНЫЙ СИНХРОТРОННЫЙ МАЗЕР НА РАДИОПУЛЬСАРЕ
- Авторы: Корягин С.А.1,2
-
Учреждения:
- Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН
- Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского
- Выпуск: Том 49, № 12 (2023)
- Страницы: 875-881
- Раздел: Статьи
- URL: https://cardiosomatics.ru/0320-0108/article/view/674495
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0320010823120045
- EDN: https://elibrary.ru/RXMCRZ
- ID: 674495
Цитировать
Аннотация
На примере релятивистской плазмы с изотропным моноэнергетическим распределением электронов и позитронов показано, что в мазерном режиме максимальное возможное усиление синхротронного излучения на расстоянии в длину волны достигается в среде, где плотность энергии магнитного поля порядка плотности энергии частиц. Указанное соотношение плотностей энергии соответствует токовому слою (типа слоя Харриса). Получены лоренц-фактор электронов 350 и индукция магнитного поля 10 кГс в области мазерного радиоизлучения для пульсара в Крабовидной туманности. Оценка предполагает, что оптическое и когерентное радиоизлучение объекта происходит от одного синхротронного источника в форме токового слоя. Диаметр источника должен превышать радиус светового цилиндра примерно в 6 раз, чтобы мазерное волновое поле взаимодействовало с частицами в линейном режиме, в частности, сохраняло свою фазовую скорость выше скорости света в вакууме — необходимое условие для синхротронной неустойчивости.
Ключевые слова
Об авторах
С. А. Корягин
Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН; Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского
Автор, ответственный за переписку.
Email: koryagin@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород; Россия, Нижний Новгород
Список литературы
- Арп и др. (U. Arp, G.T. Fraser, A.R. Hight Walker, T.B. Lucatorto, K.K. Lehmann, K. Harkay, N. Sereno, and K.-J. Kim), Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams 4, 054401 (2001).
- Бьёрнсон и др. (C.-I. Björnsson, A. Sandberg, J. Sollerman), Astron. Astrophys. 516, A65 (2010).
- Бюхлер, Бландфорд (R. Bühler and R. Blandford), Rep. Prog. Phys. 77, 066901 (2014).
- Вестфолд (K.C. Westfold), Astrophys. J. 130, 241 (1959).
- Гинзбург и др. (V.N. Ginzburg, E.V. Katin, E.A. Khazanov, A.V. Kirsanov, V.V. Lozhkarev, G.A. Luchinin, A.N. Mal’shakov, M.A. Martyanov, et al.), AIP Conf. Proc. 1228, 71 (2010).
- Голден и др. (A. Golden, A. Shearer, R.M. Redfern, G.M. Beskin, S.I. Neizvestny, V.V. Neustroev, V.L. Plokhotnichenko, and M. Cullum), Astron. Astrophys. 363, 617 (2000).
- Дансон и др. (C.N. Danson, C. Haefner, J. Bromage, T. Butcher, J.-C.F. Chanteloup, E.A. Chowdhury, A. Galvanauskas, L.A. Gizzi, et al.), High Power Laser Sci. Engin. 7, e54 (2019).
- Железняков В.В., Излучение в астрофизической плазме (М.: Янус-К, 1997).
- Железняков В.В., ЖЭТФ 51, 570 (1966).
- Железняков и др. (V.V. Zheleznyakov, G. Thejappa, S.A. Koryagin, and R.G. Stone), Geophysical Monograph Series (Washington: Am. Geophys. Union, 2000), v. 119, p. 57.
- Кочаровский В.В., Кочаровский Вл.В., Мартьянов В.Ю., Тарасов С.В., УФН 186, 1267 (2016).
- Крузиус, Шликейзер (A. Crusius and R. Schlickeiser), Astron. Astrophys. 195, L9 (1988).
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Теория поля (М.: Физматлит, 2003), §48, задача 2.
- Любарский (Y. Lyubarsky), Astrophys. J. 652, 1297 (2006).
- Мак-Крей (R. McCray), Science 154, 1320 (1966).
- Пьяцца и др. (A. Di Piazza, C. Müller, K.Z. Hatsagortsyan, and C.H. Keitel), Rev. Mod. Phys. 84, 1177 (2012).
- Сагив, Ваксман (A. Sagiv and E. Waxman), Astrophys. J. 574, 861 (2002).
- Согласнов (V. Soglasnov), Proc. of the 363 WE-Heraeus Seminar on Neutron Stars and Pulsars ‘‘40 years after the Discovery’’, 68 (2007).
- Соллерман и др. (J. Sollerman, J. Selsing, P.M. Vreeswijk, P. Lundqvist, and A. Nyholm), Astron. Astrophys. 629, A140 (2019).
- Спада и др. (M. Spada, M. Salvati, and F. Pacini), Astrophys. J. 511, 136 (1999).
- Тимиркеева, Малов (M. Timirkeeva and I. Malov), Astrophys. Space Sci. 365, 190 (2020).
- Уайлд и др. (J.P. Wild, S.F. Smerd, and A.A. Weiss), Ann. Rev. Astron. Astrophys. 1, 291 (1963).
- Хангулян и др. (D. Khangulyan, M.V. Barkov, and S.B. Popov), Astrophys. J. 927 (1), 2 (2022).
- Церутти и др. (B. Cerutti, J. Mortier, and A.A. Philippov), MNRAS 463, L89 (2016а).
- Церутти и др. (B. Cerutti, A.A Philippov, and A. Spitkovsky), MNRAS 457, 2401 (2016б).
- Шкловский (I.S. Shklovsky), Astrophys. J. Lett. 159, L77 (1970).
- Эйлек, Ханкинс (J.A. Eilek and T.H. Hankins), J. Plasma Phys. 82, 635820302 (2016).
Дополнительные файлы
