نشریه پژوهش های نوین فیزیک
دوره 10، شماره 1 - ( بهار و تابستان 1404 )
جلد 10 شماره 1 صفحات 42-27 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Ranjbar R, Farhang A. Mass Determination of the Neutron Star PSR J2215+5135 Using the ELC Model. JMRPh 2025; 10 (1) :27-42
URL: http://jmrph.khu.ac.ir/article-1-266-fa.html
URL: http://jmrph.khu.ac.ir/article-1-266-fa.html
رنجبر راضیه، فرهنگ امین. محاسبه جرم ستاره نوترونی PSR J۲۲۱۵+۵۱۳۵ با استفاده از مدل ELC. نشریه پژوهش های نوین فیزیک. 1404; 10 (1) :27-42
پژوهشگاه دانش‌های بنیادی
چکیده: (56 مشاهده)
یکی از روش‌های مؤثر برای شناسایی ستاره‌های نوترونی با جرم بالا، بررسی سامانه‌های دوتایی حاوی تپ‌اخترهای میلی‌ثانیه‌ای است. در این سامانه‌ها، ستاره‌ی همدم تحت تأثیر تابش شدید تپ‌اختر قرار می‌گیرد که این تابش، باعث تغییر در درخشندگی ظاهری همدم شده و امکان برآورد جرم ستاره‌ی نوترونی را فراهم می‌سازد. این تابش همچنین موجب جابه‌جایی
مرکز نوری ستاره نسبت به مرکز جرم آن می‌شود که به نوبه خود باعث افزایش عدم‌قطعیت در تعیین دقیق پارامترهای مداری و جرم ستاره‌ی نوترونی می‌گردد. در این مطالعه، با استفاده از مدل‌سازی Eclipsing Light Curve که به اختصار آن را ELC می‌نامیم و داده‌های آرشیوی نورسنجی و طیف‌سنجی، به بررسی سامانه‌ی ۲۲۱۵+۵۱۳۵ PSR Jپرداختیم و جرم
ستاره‌ی نوترونی آن را از طریق مدل‌سازی کامل تابش سامانه محاسبه کردیم. این سامانه در فاصله حدودی 3 کیلو پارسک از زمین قرار دارد و تپ اختر آن دارای دوره چرخش ۲/۶۱ میلی ثانیه و مدار آن دارای دوره تناوب ۴/۱۴ ساعت است. برای این منظور، با در نظر گرفتن مدلی فیزیکی از ستاره‌ی همدم در شرایط تابش‌یافته، منحنی‌های نور در سه باند مختلف و
همچنین منحنی‌های سرعت شعاعی مربوط به دو گروه طیفی متفاوت را به‌طور هم‌زمان برازش دادیم. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که سرعت مرکز جرم ستاره‌ی همدم برابر با ۲/۶ - ۴/۶ + K ۱ = ۴۱۴/۶ کیلومتر بر ثانیه و زاویه‌ی میل مدار برابر با i = ۶۴/۱ درجه است. همچنین، جرم ستاره‌ی نوترونی M۲ = ۲/۲۸+۰/۱۱−۰/۱۲ جرم خورشیدی و جرم ستاره‌ی همدم M۱ = ۰/۳۲±۰/۱۰ جرم خورشیدی برآورد شد. در بخشی از این پژوهش، اثر حضور لکه‌های داغ روی سطح ستاره‌ی همدم بررسی شد و نتایج به‌دست‌آمده با حالتی که لکه‌ها لحاظ نشده بودند، مقایسه گردید. برای پرهیز از انحصار در تحلیل داده‌های مربوط به سامانه‌های دوتایی با جرم فشرده، بهره‌گیری از مدل‌های عمومی و در دسترس، ضروری است؛ زیرا این امکان را فراهم می‌سازد تا نتایج به‌صورت مستقل توسط گروه‌های مختلف پژوهشی بازتولید و اعتبارسنجی شوند. اهمیت این مطالعه در آن است که برخلاف بسیاری از ابزارهای اختصاصی، مدل ELC به‌صورت عمومی در اختیار جامعه علمی قرار دارد. دستیابی به نتایجی با بیش از ۹۹ درصد انطباق با مدل‌های اختصاصی، جایگاه این مدل را به‌عنوان ابزاری معتبر و قابل اعتماد در مطالعات آینده—از جمله پروژه‌های مرتبط با رصدخانه ملی ایران—تثبیت می‌کند. افزون بر این، شناسایی ستاره‌ای نوترونی با جرمی به این بزرگی، می‌تواند محدودیت‌های مهمی بر معادلات حالت ماده در چگالی‌های بالا تحمیل کرده و به بازنگری در برخی مدل‌های نظری موجود منجر شود.
مرکز نوری ستاره نسبت به مرکز جرم آن می‌شود که به نوبه خود باعث افزایش عدم‌قطعیت در تعیین دقیق پارامترهای مداری و جرم ستاره‌ی نوترونی می‌گردد. در این مطالعه، با استفاده از مدل‌سازی Eclipsing Light Curve که به اختصار آن را ELC می‌نامیم و داده‌های آرشیوی نورسنجی و طیف‌سنجی، به بررسی سامانه‌ی ۲۲۱۵+۵۱۳۵ PSR Jپرداختیم و جرم
ستاره‌ی نوترونی آن را از طریق مدل‌سازی کامل تابش سامانه محاسبه کردیم. این سامانه در فاصله حدودی 3 کیلو پارسک از زمین قرار دارد و تپ اختر آن دارای دوره چرخش ۲/۶۱ میلی ثانیه و مدار آن دارای دوره تناوب ۴/۱۴ ساعت است. برای این منظور، با در نظر گرفتن مدلی فیزیکی از ستاره‌ی همدم در شرایط تابش‌یافته، منحنی‌های نور در سه باند مختلف و
همچنین منحنی‌های سرعت شعاعی مربوط به دو گروه طیفی متفاوت را به‌طور هم‌زمان برازش دادیم. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که سرعت مرکز جرم ستاره‌ی همدم برابر با ۲/۶ - ۴/۶ + K ۱ = ۴۱۴/۶ کیلومتر بر ثانیه و زاویه‌ی میل مدار برابر با i = ۶۴/۱ درجه است. همچنین، جرم ستاره‌ی نوترونی M۲ = ۲/۲۸+۰/۱۱−۰/۱۲ جرم خورشیدی و جرم ستاره‌ی همدم M۱ = ۰/۳۲±۰/۱۰ جرم خورشیدی برآورد شد. در بخشی از این پژوهش، اثر حضور لکه‌های داغ روی سطح ستاره‌ی همدم بررسی شد و نتایج به‌دست‌آمده با حالتی که لکه‌ها لحاظ نشده بودند، مقایسه گردید. برای پرهیز از انحصار در تحلیل داده‌های مربوط به سامانه‌های دوتایی با جرم فشرده، بهره‌گیری از مدل‌های عمومی و در دسترس، ضروری است؛ زیرا این امکان را فراهم می‌سازد تا نتایج به‌صورت مستقل توسط گروه‌های مختلف پژوهشی بازتولید و اعتبارسنجی شوند. اهمیت این مطالعه در آن است که برخلاف بسیاری از ابزارهای اختصاصی، مدل ELC به‌صورت عمومی در اختیار جامعه علمی قرار دارد. دستیابی به نتایجی با بیش از ۹۹ درصد انطباق با مدل‌های اختصاصی، جایگاه این مدل را به‌عنوان ابزاری معتبر و قابل اعتماد در مطالعات آینده—از جمله پروژه‌های مرتبط با رصدخانه ملی ایران—تثبیت می‌کند. افزون بر این، شناسایی ستاره‌ای نوترونی با جرمی به این بزرگی، می‌تواند محدودیت‌های مهمی بر معادلات حالت ماده در چگالی‌های بالا تحمیل کرده و به بازنگری در برخی مدل‌های نظری موجود منجر شود.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
تخصصي
دریافت: 1404/5/25 | پذیرش: 1404/6/25 | انتشار: 1404/6/31 | انتشار الکترونیک: 1404/6/31
دریافت: 1404/5/25 | پذیرش: 1404/6/25 | انتشار: 1404/6/31 | انتشار الکترونیک: 1404/6/31
فهرست منابع
1. [1] Alpar, M. A., Cheng, A. F., Ruderman, M. A., & Shaham, J., Natur, 300, 728, 1982. [DOI:10.1038/300728a0]
2. [2] Backer, D. C., Kulkarni, S. R., Heiles, C., Davis, M. M., & Goss, W. M., Natur, 300, 615, 1982. [DOI:10.1038/300615a0]
3. [3] M. Linares, et al, ApJ, 859, 54, 2018. [DOI:10.3847/1538-4357/aabde6]
4. [4] Atwood, W. B., Abdo, A. A., Ackermann, M., et al., ApJ, 697, 1071, 2009. [DOI:10.1088/0004-637X/697/2/1071]
5. [5] Ruderman, M., Shaham, J., & Tavani, M., ApJ, 336, 507, 1989. [DOI:10.1086/167029]
6. [6] Fruchter, A. S., Gunn, J. E., Lauer, T. R., & Dressler, A., Natur, 334, 686, 1988a. [DOI:10.1038/334686a0]
7. [7] Kluzniak, W., Ruderman, M., Shaham, J., & Tavani, M., Natur, 334, 225, 1988. [DOI:10.1038/334225a0]
8. [8] Hessels, J. W. T., Roberts, M. S. E., McLaughlin, M. A., et al., in AIP
9. Conf. Ser. 1357, Radio Pulsars, ed. M. Burgay et al. (Melville, NY: AIP), 40, 2011.
10. [9] Romani, R. W., & Shaw, M. S., ApJL, 743, L26 [DOI:10.1088/2041-8205/743/2/L26]
11. [10] Crawford, F., Lyne, A. G., Stairs, I. H., et al., ApJ, 776, 20, 2013.
https://doi.org/10.1088/0004-637X/776/1/20 [DOI:10.1088/2041-8205/776/2/L20]
12. [11] Kandel, D. and Romani Roger W, ApJ, 892, 2, id.101, pp, . 2020. [DOI:10.3847/1538-4357/ab7b62]
13. [12] Romani, R. W., Graham, M. L., Filippenko, A. V., & Kerr, M., ApJL, 809, L10, 2015. [DOI:10.1088/2041-8205/809/1/L10]
14. [13] Orosz, J. A. & Hauschildt, P. H. A&A, v.364, p.265-281, 2000.
15. [14] Schroeder, J., and Halpern, J. ApJ, 793, 2, 2014.
https://doi.org/10.1088/2041-8205/793/1/L2 [DOI:10.1088/0004-637X/793/1/2]
16. [15] Orosz, J. A. Manual for the eclipsing light curve (elc) code version 7.
17. [16] Antoniadis, J., Freire, P. C. C., Wex, N., et al., Sci, 340, 448, 2013.
18. [17] Romani, R. W., & Sanchez, N., ApJ, 828, 7, 2016.
https://doi.org/10.3847/2041-8205/828/1/L7 [DOI:10.3847/0004-637X/828/1/7]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |