Форма входа
Читем онлайн Звезды: их рождение, жизнь и смерть - Шкловский Иосиф Самуилович
Шрифт:
-
+
Интервал:
-
+
Закладка:
Сделать
H = eH/2
mec, где e — заряд электрона, me — его масса. Это та частота, с которой электрон вращается вокруг перпендикулярных к направлению его скорости силовых линий магнитного поля. Если энергия электрона E очень велика и превосходит его энергию покоя mec2 (такой электрон называется «релятивистским»), то характер излучения претерпевает качественные изменения. Прежде всего такой электрон будет излучать не одну определенную частоту, а непрерывный спектр, т. е. огромное количество тесно примыкающих друг к другу частот, причем максимальная интенсивность его излучения будет приходиться на частоту
(16.8)
m, интенсивность будет медленно расти с частотой как 
1/3, а для 
m круто обрываться. Другой важной особенностью излучения релятивистских электронов является его направленность. Почти все излучение релятивистского электрона будет сосредоточено внутри конуса, ось которого совпадает с направлением мгновенной скорости его движения, а угол раствора 
= mec2/E. Излучение такого типа давно известно физикам, работающим на ускорителях. Оно получило удачное название «синхротронного». 
105 эВ, 
H = eH/2
mec = 2,8 
106H. Пусть в магнитном поле движется электрон с энергией E = 109 эВ, что соответствует энергии мягких космических лучей. Тогда он будет излучать непрерывный спектр, максимальная интенсивность которого будет приходиться на частоту 
m = 1,4 
106
2H = 1013H. Если напряженность магнитного поля порядка напряженности межзвездных полей, т. е. H 
10-5, то 
m 
108 Гц, чему соответствует длина волны 
= 3 м. Это характерный диапазон радиоизлучения Галактики. Если бы электрон был нерелятивистским, он излучал бы только одну частоту 
H 
30 Гц, чему соответствует длина волны около 10 000 км. Такое излучение с помощью наземных радиотелескопов наблюдать нельзя — вспомним, что ионосфера пропускает только радиоволны более короткие, чем 
30 м. Да и космические радиотелескопы, которые, как можно полагать, в недалеком будущем будут установлены на специальных спутниках, такое «сверхдлинноволновое» радиоизлучение от нерелятивистских электронов вряд ли смогут зарегистрировать. Итак, самой «полезной» особенностью релятивистских электронов является их способность излучать сравнительно высокие, доступные наблюдениям частоты в очень слабых магнитных полях. 
(16.9)
характеризует энергетический спектр релятивистских частиц. В предположении, что скорости релятивистских электронов ориентированы по отношению к магнитному полю случайным образом, теоретическим путем можно получить формулу, дающую значение интенсивности и спектр синхротронного излучения от множества релятивистских частиц, энергетический спектр которых дается выражением (16.9). Эта важная формула имеет вид
(16.10)
) — числовой множитель порядка единицы, l, как и раньше, означает протяженность области, где движутся релятивистские электроны, по лучу зрения; 
— длина волны излучения. Если подставить вместо последней частоту, воспользовавшись соотношением 
= c/
, то мы сразу же увидим, что формула (16.10) дает степенной спектр синхротронного излучения в полном согласии с наблюдениями. Спектральный индекс 
(см. (16.4)) оказывается равным
(16.11)
= 0,8, следовательно, 
= 2,6 — величина, типичная для космических лучей. Можно сказать, что степенной спектр радиоизлучения остатков вспышек сверхновых отражает степенной энергетический спектр релятивистских частиц, ответственных за наблюдаемое радиоизлучение. На этой странице вы можете бесплатно читать книгу Звезды: их рождение, жизнь и смерть - Шкловский Иосиф Самуилович бесплатно.
Похожие на Звезды: их рождение, жизнь и смерть - Шкловский Иосиф Самуилович книги
- Занимательная астрономия - Яков Исидорович Перельман - Науки о космосе
- Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса - Уильям Уоллер - Науки о космосе
- Космос для не космонавтов - Денис Игоревич Юшин - Науки о космосе