ИСТИНА

Современное и будущее развитие наблюдательной астрофизики ведет к значительному росту массива накопленных наблюдательных данных, включая обзорные, чему способствует и новый уровень чувствительности, достижимый на более совершенных установках - радиотелескопах, рентгеновских детекторах, широкопольных оптических инструментах. В результате открываются источники новых типов, а известные объекты обнаруживают феномены, требующие глубокого анализа для их описания. Проект направлен на исследование свойств некоторых таких источников, а именно, на детальный анализ фундаментальных характеристик и наблюдательных проявлений нейтронных звезд, в первую очередь на стадии аккреции. Будет изучено влияние эволюции магнитного поля и параметров внешней среды на наблюдательные проявления нейтронных звезд в различные периоды их жизненного цикла. Будет разработан открытый численный код, позволяющий рассчитывать структуру аккреционного диска и кривые блеска, наблюдаемые в рентгеновском и оптических диапазонах во время вспышек, вызванных ростом темпа аккреции в дисках вокруг нейтронных звезд. Планируется провести подробное моделирование динамики изгибных аккреционных дисков и в результате детально восстановить физические характеристики аккреционного диска и построить картину синхронизации прецессий диска и нейтронной звезды в особо интересной рентгеновской двойной системе Her X-1 с использованием современных наблюдательных данных. Все результаты, которые ожидается получить в рамках данного проекта, будут новыми и оригинальными и будут соответствовать мировому уровню.

The current and future development of observational astrophysics leads to a significant increase of accumulated observational data, including survey data, which is also facilitated by a new level of sensitivity achievable with more advanced facilities - radio telescopes, X-ray detectors, and wide-field optical instruments. As a result, sources of new types are being discovered, and well-known objects reveal phenomena that require deep analysis to describe them. The project is aimed at studying the properties of some of these sources, namely, at a detailed analysis of the fundamental characteristics and observational manifestations of neutron stars, primarily at the stage of accretion. The influence of the evolution of the magnetic field and the surrounding media parameters on observational manifestations of neutron stars at various periods of their life will be studied. An open numerical code will be developed to calculate the structure of the accretion disk and light curves observed in the X-ray and optical ranges during outbursts caused by an increase in the accretion rate in disks around neutron stars. It is planned to carry out a detailed simulation of the dynamics of warped accretion disks and, as a result, to reconstruct in detail the physical characteristics of the accretion disk and to construct a picture of the synchronization of the disk and neutron star precessions in a particularly interesting X-ray binary system Her X-1 using modern observational data. All the results that are expected to be obtained within the framework of this project will be new, original and globally significant.

1) Моделирование магнитовращательной эволюции молодых нейтронных звезд в двойных системах с учетом вариаций темпа аккреции. 2) Оценки параметров одиночных аккрецирующих нейтронных звезд, в том числе в приложении к их идентификации в данных eROSITA. 3) Разработка популяционных моделей в рамках магнитарного сценария быстрых радиовсплесков. 4) Разработка численного кода для моделирования вспышек рентгеновских транзиентов с расчетом структуры нестационарного аккреционного диска. 5) Проверка теоретических моделей взаимодействия вещества диска и магнитосферы нейтронной звезды по наблюдаемым кривым блеска рентгеновских транзиентов во время вспышек. 6) Структура диска, в частности, распределение температуры по поверхности изгибного аккреционного диска вокруг нейтронной звезде в рентгеновском источнике Her X-1. 7) Модель синхронизации периодов свободной прецессии нейтронной звезды и прецессии диска. Построение модели орбитальных вариаций рентгеновского потока и спектра на разных фазах 35-дневного цикла, наблюдаемых у Her X-1.

Изучение эволюции магнитных полей нейтронных звезд было осуществлено в серии работ Igoshev, Popov (2014-2020). Идея использовать данные по тепловому излучению остывающих нейтронных звезд для выявления объектов на стадии холловского аттрактора была предложена в работе Popov, Taverna, Turolla (2017, MNRAS 464, 4390) и применена к источнику RX J1856. Базовая версия численного кода Freddi (для расчета эволюции аккреционного диска вокруг черной дыры) апробирована и опубликована (Маланчев и Липунова 2016; Astrophysics Source Code Library, ascl:1610.014). Разработана процедура получения ограничений на параметры моделей по наблюдениям в рентгеновском диапазоне (Липунова, 2015 ApJ, 804, 87; Липунова и Маланчев, 2017, MNRAS, 468, 4735). Участниками проекта разработан подход к расчету вертикальной структуры горячего (6500-20000 K) аккреционного диска вблизи черной дыры (Malanchev, Shakura 2015, AstL, 41, 797), в котором рассчитана конвекция в рамках модели с длинной перемешивания, адаптированной к альфа-модели дисковой аккреции. Имеется опыт спектрального моделирования рентгеновских источников в пакете HEASOFT/Xspec. В частности, оно проводилось в процессе работы над такими публикациями участников проекта: Липунова и Маланчев, 2017, MNRAS, 468, 4735; Горбовской, Липунова и др., 2012 MNRAS 421, 1874. Нами найден наиболее эффективный алгоритм для оптимизации и автоматического подбора параметров модели. Модель изгибного аккреционного диска для учёта его облучения рентгеновским источником значительно усовершенствована по сравнению с любыми другими кодами для синтеза кривых блеска. В настоящее время в программу добавлена модель горячей оптически тонкой короны над поверхностью облученной части звезды-донора и модель рассеяния рентгеновских фотонов в холодной оптически толстой фотосфере для моделирования рентгеновских кривых блеска.