Том 49, № 5 (2023)

Исследуется возможность оценки верхнего предела содержания железа в барионном веществе, при котором фон гамма-излучения от распада изотопа \({}^{56}\)Ni, синтезированного во Вселенной до настоящего времени, вступает в противоречие с наблюдаемым гамма-фоном в МэВ-ном диапазоне. Рассчитана яркость гамма-фона от сверхновых SNe Ia и SN II с учетом эффектов рассеяния и поглощения гамма-квантов в оболочках сверхновых. Показано, что модельная яркость гамма-фона не противоречит наблюдаемому гамма-фону в МэВ-ном диапазоне, если содержание железа в барионном веществе составляет менее 15\({\%}\) от солнечного.

Positron annihilation line at 511 keV is a known component of the gamma-ray diffuse emission. It is believed to be produced in the Galaxy, but there could be possible extragalactic contribution as well. E.g., positrons can be produced in jets of active galactic nuclei (AGN) and after that accumulate and gradually annihilate in hot gaseous halos around galaxies. In this work we test this hypothesis in application to an individual object – the Andromeda galaxy (M31) which is close and has a supermassive black hole in its center, which powered an AGN before. We compute the growth history of the supermassive black hole in M31, relate it to the evolution of jet luminosity and estimate the positron content in its halo. We calculate the 511 keV photon flux due to positron annihilation which should be observed at Earth and find the value of around \(10^{-4}\) photon cm\({}^{-2}\)s\({}^{-1}\). It is very close to the observational limits (\(<10^{-4}\)photon cm\({}^{-2}\)s\({}^{-1}\)) set by the INTEGRAL/SPI in the assumption of the point source, so further observations would be able to constrain leptonic models of the jets and propagation of cosmic rays in the circumgalactic medium of large spiral galaxies.

Представлены первые результаты наблюдения области пульсара 4U 1538–52 обсерваторией СРГ по данным телескопов АRТ-XC и еРОЗИТА. В диапазоне энергий 0.5–8 кэВ вокруг источника регистрируется протяженное излучение в виде гало. Проведенное моделирование показало, что распределение его поверхностной яркости может быть описано двухкомпонентной моделью, составленной из плоского диска радиусом \({\sim}250^{\prime\prime}\) и \(\beta\)-модели с характерным размером \({\sim}480^{\prime\prime}\). Построен широкополосный спектр 4U 1538–52 в диапазоне энергий 0.5–30 кэВ, который может быть хорошо описан слабо поглощенным (\(N_{\textrm{H}}\simeq 0.7\times 10^{22}\) см\({}^{-2}\)) степенным законом с завалом на высоких энергиях. Кроме того, в спектре пульсара регистрируются эмиссионные линии железа в области энергий 6–7 кэВ. Показано, что наблюдаемый спектр гало существенно мягче (показатель степенного закона \({\simeq}2.8\)) спектра пульсара (показатель степенного закона \({\simeq}0.9\)), что согласуется с предсказаниями теоретических моделей рассеяния излучения на пыли.

Рассматривается прямой цилиндрический, электрически экранированный магнитный жгут, как верхняя часть слабо искривленной магнитной петли, основания которой закреплены в фотосфере. Все параметры жгута зависят от одной переменной – расстояния \(r\) от оси его симметрии. С выходом жгута в разреженную солнечную атмосферу внешнее давление, удерживающее жгут от бокового расширения, непрерывно падает. При некотором критическом его значении продольное магнитное поле жгута обращается в нуль на той магнитной поверхности, где продольный электрический ток меняет знак в соответствии с требованием экранированности полного тока. При этом азимутальный ток и бессиловой параметр вблизи этой поверхности неограниченно растут. Благодаря этому росту, дрейфовая скорость электронов в окрестности данной поверхности превышает скорость ионного звука, что ведет к возбуждению плазменной ионно-звуковой неустойчивости, как триггера вспышечного энерговыделения. Проводимость плазмы в области плазменной турбулентности падает на 7 порядков. Быстрая диссипация магнитной энергии на аномальном сопротивлении генерирует в плазме индуктивное электрическое поле, значительно превосходящее дрейсеровский предел. Этим объясняется эффективное ускорение частиц в той области, где магнитное поле быстро ослабевает.