Нейтронные звезды будут моделироваться

Подобно тому, как спектральные линии нейтральных атомов и простых ионов распахнули перед астрономами двери в мир физики звезд, форма и интенсивность линий 10-, 15-кратно ионизованного железа — элемента, завершающего цепочку термоядерного синтеза, — могут стать пропуском в мир физики звездных остатков, рассказав ученым об условиях, царящих в непосредственных окрестностях нейтронных звезд и черных дыр.

К сожалению, параметры этих линий известны плохо. Серия экспериментов, проведение которой началось в октябре прошлого года в Национальных лабораториях Сандия (США), призвана восполнить этот пробел. Для измерения спектральных свойств ионов железа в них используется установка "Z" — мощнейший в мире генератор рентгеновских лучей, обычно применяемый в военных целях.

В этих экспериментах железная пленка толщиной несколько десятков нанометров помещается в пучок ионов, разогнанных мощным магнитным полем до скоростей в десятки тысяч километров в секунду. На несколько миллиардных долей секунды металл нагревается до температур свыше миллиона градусов, что не так далеко от условий на поверхности нейтронных звезд, и его атомы многократно ионизуются.

Спектроскоп анализирует рентгеновское излучение, созданное Z-установкой и прошедшее сквозь раскаленное железо, а также собственное излучение образца, которое при такой высокой температуре также приходится на рентгеновский диапазон. Измерив параметры спектральных линий поглощения и излучения ионов железа в лаборатории, ученые смогут точнее интерпретировать результаты астрономических наблюдений на рентгеновских телескопах.

"Первые два сеанса облучения были проведены в октябре, и мы теперь анализируем полученные данные. — говорит Марк Фоорд (Национальная лаборатория им. Ливермора, США). — Нам удалось получить высокоионизованное железо и провести первые измерения свойств излучения образца". В 2000 году для исследования других режимов эксперименты будут проведены еще несколько раз. Также будет исследоваться влияние рентгеновского излучения на плотность, температуру и степень ионизации железа.