Вторая часть диссертации состоит из одной главы, посвященной описанию спектральной модели BDLE, предложенной для аппроксимации спектров рентгеновского излучения ярких маломассивных рентгеновских двойных систем, содержащих нейтронную звезду со слабым магнитным полем в качестве компактного объекта. Модель учитывает две спектральные компоненты, связанные с излучением пограничного слоя, образующегося в месте соприкосновения аккреционного диска и поверхности нейтронной звезды, и излучением собственно диска. Компоненты связаны между собой соотношением светимостей (в ньютоновском случае - просто равенством, отсюда название модели: Boundary layer - Disk Luminosity Equality). Поэтому форма и нормировка формирующихся интегральных спектров полностью определяются лишь четырьмя параметрами: темпом аккреции, наклонением диска, температурой внешних слоев погранслоя и радиусом нейтронной звезды. Спектр погранслоя полагается комптонизованным - виновским либо тепловым, модифицированным рассеянием в экспоненциальной атмосфере. Существенно, что при рассматриваемых значениях темпа аккреции излучение центральных областей диска также является виновским, с температурой, заметно большей его эффективной температуры.

Модель BDLE была адаптирована для использования с известным пакетом HEAsoft и успешно применена к аппроксимации спектров, измеренных у реальных рентгеновских источников.

Третья часть посвящена исследованию рентгеновских барстеров и состоит из трёх глав.

В Первой главе впервые проведено всестороннее исследование транзиентного барстера MX0836-429. От этого источника зарегистрированы и исследованы 39 рентгеновских всплесков, проведен спектральный (впервые получены широкополосные рентгеновские спектры, см. рис. 1) и временномй анализ излучения в спокойном состоянии и во время всплесков. Для всплесков, зарегистрированных спектрометром PCA/RXTE, построены временные истории потока излучения, температуры и радиуса излучающей области. Приближение спектра источника, построенного по данным обсерватории ИНТЕГРАЛ, степенной моделью с экспоненциальным завалом на высоких энергиях в

Рис.2. Спектр рентгеновского всплеска, зарегистрированного телескопом АРТ-П от источника KS1731-260 7 октября 1990 г. (заштрихованные кружки). Экспозиция равна 13 с. Постоянное излучение источника вычтено (его спектр, усредненный по данному сеансу наблюдений, приведен незаштрихованными кружками для сравнения). Сплошная и штриховая кривые показывают результат наилучшей аппроксимации спектра чёрнотельным и виновским законами излучения.

диапазоне 3-120 кэВ даёт значения фотонного индекса б=1,46±0,08 и энергии степенного завала энергии завала E_cut=51,1±1,4кэВ. Показано существование двух спектральных состояний системы с различной жест-

Рис.3. Аппроксимация моделью BDLE спектра постоянного излучения источника KS1731-260, измеренного 7 октября 1990 г. Сплошная и штриховая линия на рисунке (а) получены в предположении о двух видах спектра излучения ``погранслоя'': виновским и экспоненциальной атмосферы, пунктирной линией показан спектр тромозного излучения оптически тонкой тепловой плазмы. Сплошная, штриховая и пунктирная линии на рисунке (б) соответствуют полному спектру излучения в варианте модели BDLE с экспоненциальной атмосферой и спектрам излучения ``погранслоя'' и аккреционного диска по отдельности.

костью и предложены возможные объяснения этому феномену. На основе величины потока излучения в максимуме самого яркого из зарегистрированных всплесков получена оценка сверху на расстояние до источника: D~8 кпк. Анализ времени рекуррентности всплесков позволил определить параметр б~140 режима термоядерного горения, что характерно для рентгеновских всплесков, произошедших в результате взрывного горения гелия.

Во Второй главе проведен подробный спектральный анализ излучения барстера KS1731-260 в спокойном состоянии и во время всплеска (рис. 2). Аппроксимация спектра всплеска моделью излучения чёрного тела даёт значение температуры и радиуса излучающей области kT_bb=2,16±0,11 кэВ, R_bb=6,1±0,7 км (в предположении расстояния до источника D=7 кпк). Применение модели BDLE (рис. 3), описанной во второй части диссертации, для приближения спектров постоянного излучения источника позволило определить такие параметры системы, как темп аккреции вещества на нейтронную звезду, наклонение системы (~0,85), температура плазмы в пограничном слое и во внутренних областях аккреционного диска. Анализ всплесков в системе позволяет утверждать, что содержание водорода в области термоядерного взрыва на поверхности нейтронной звезды, явившегося причиной возникновения наблюдаемых всплесков, было значительным.

В Третьей главе по данным приборов обсерваторий ГРАНАТ и ИНТЕГРАЛ проведён спектральный анализ рентгеновского барстера GX354-0. По данным телескопа АРТ-П/ГРАНАТ обнаружено и исследовано два всплеска первого рода от этого источника. Получена оценка периода рекуррентности всплесков от источника T~15 кс. Построен и аппроксимирован моделью излучения чёрного тела спектр одного из зарегистрированных всплесков.

Рис.4. Изображения участка неба в поле зрения телескопа IBIS/ISGRI, полученные 17 февраля 2004 г.: во время всплеска, зарегистрированного от ранее неизвестного барстера IGR J17364-2711 (слева); и в течение всего сеанса наблюдений (за исключением момента всплеска) (справа). В первом случае экспозиция равна 10 с, во втором -- более 93 000 с. Оба изображения получены в диапазоне энергий 15…25 кэВ. Контуры показывают область достоверной регистрации источников на уровне отношения сигнала к шуму S/N=4;4,7;5,5;6,5;7,6;8,9;... стандартных отклонений (даны с логарифмическим шагом 1,17).

Рис. 5. Распределение всплесков рентгеновского барстера GX354-0 по зна-чениям периода рекуррент-ности.

Четвёртая часть состоит из одной главы, которая посвящена поиску всплесков от рентгеновских барстеров по данным телескопа IBIS обсерватории ИНТЕГРАЛ, а также исследованию их свойств. Проанализировано более 25 тысяч временных историй наблюдений, проведённых детектором ISGRI/IBIS в диапазоне энергий 15…25 кэВ. Обнаружено более 1900 всплесков, 390 из которых удалось отождествить с известными источниками рентгеновского излучения. Открыт один ранее неизвестный рентгеновский источник - барстер (рис. 4). Проведён подробный анализ 135 всплесков, зарегистрированных от рентгеновского барстера GX354-0: исследованы статистические распределения числа всплесков по их длительности, уровню максимального потока и периоду рекуррентности (рис. 5).

В Заключении перечислены основные результаты, полученные в диссертации.

Основные результаты, выносимые на защиту

1. Разработана, адаптирована для использования с пакетом HEAsoft и апробирована модель BDLE для аппроксимации спектров рентгеновского излучения ярких маломассивных рентгеновских двойных, содержащих нейтронную звезду со слабым магнитным полем в качестве компактного объекта.

2. Впервые проведено всестороннее исследование транзиентного барстера MX0836-429. От этого источника зарегистрированы и исследованы 39 рентгеновских всплесков, проведен спектральный (впервые получены широкополосные рентгеновские спектры) и временной анализ излучения в спокойном состоянии и во время всплесков. Показано существование двух спектральных состояний системы с различной жесткостью. Получено значение верхнего предела на расстояние до источника: D~8 кпк. На основе анализа времени рекуррентности всплесков определен параметр б?140 режима термоядерного горения, что характерно для рентгеновских всплесков, произошедших в результате взрывного горения гелия.

3. Проведен подробный спектральный анализ излучения барстера KS1731-260 в спокойном состоянии и во время всплеска. В рамках спектральной модели BDLE определены темп аккреции вещества на нейтронную звезду, наклонение системы, температура плазмы в пограничном слое и во внутренних областях аккреционного диска. Анализ всплесков в системе позволяет утверждать, что содержание водорода в области термоядерного взрыва на поверхности нейтронной звезды, явившегося причиной возникновения наблюдаемых всплесков, было значительным.

4. Создан каталог рентгеновских всплесков, зарегистрированных в 2003-2005 гг. телескопом ISGRI/IBIS обсерватории ИНТЕГРАЛ в диапазоне энергий 15-25 кэВ. На временных историях скорости счета телескопа, записанных с разрешением 5 с, обнаружено 1900 всплесков, 390 из которых удалось локализовать и связать с известными рентгеновскими источниками, в частности 207 - с известными рентгеновскими барстерами. Открыт новый рентгеновский барстер -- IGRJ17364-2711. Отмечена уникальность рентгеновского барстера GX354-0: число всплесков от этого источника, зарегистрированных на энергиях выше 15 кэВ, значительно превышает число подобных всплесков, зарегистрированных от других барстеров (более 65% от всех всплесков). Для этого источника исследованы статистические распределения числа всплесков по их длительности, уровню максимального потока и периоду рекуррентности.

Список публикаций по теме диссертации

1. Человеков И.В., Лутовинов А.А., Гребенев С.А., Сюняев Р.А. Наблюдения рентгеновского барстера MX 0836-42 орбитальными обсерваториями ИНТЕГРАЛ и RXTE // Письма в АЖ. 2005. Т. 31. №10. С. 764-779.

2. Человеков И.В., Гребенев С.А., Сюняев Р.А. Наблюдения рентгеновского источника KS 1731-260 телескопом АРТ-П обсерватории ГРАНАТ // Письма в АЖ. 2006. Т. 32. №3. С. 187-198.

3. Человеков И.В., Гребенев С.А., Сюняев Р.А. Каталог жестких рентгеновских всплесков, зарегистрированных телескопом IBIS обсерватории ИНТЕГРАЛ в 2003-2004 гг. // Письма в АЖ. 2006. Т. 32. №7. С. 509-530.

4. Chelovekov I.V., Grebenev S.A., Sunyaev R.A. Search for X-ray bursts in the INTEGRAL/IBIS data of 2003-2005 and discovery of the new X-ray burster IGR J17364-2711 // Proceedings of the 6^th INTEGRAL Workshop “The Obscured Universe”, 2006, ESA SP-622.

5. Grebenev S.A., Chelovekov I.V., Sunyaev R.A., Spectral model to describe the emission of bright LMXBs containing a neutron star // Proceedings of the 6^th INTEGRAL Workshop “The Obscured Universe”, 2006, ESA SP-622