The effect of the gravitational mass on the electromagnetic radiation from an oblique, relativistically rotating dipole

Abstract

بعد اكتشاف النجوم الوماضة (millisecond pulsars) التي لا يزيد الزمن الدوري لوميضها عند واحد من ألف من الثانية ، فقد أصبح نموذج النجوم النيوترونية التي تدور حول نفسها بسرعة نسبية مقاربة لسرعة الضوء أكثر قبولاً في الأوساط العلمية لتفسير الومضات المرصودة . كذلك فإن اكتشاف نجوم وماضة ذات زمن دوري أقل من ذلك أصبح أمراً ممكناً . تبحث هذه الرسالة أثر كتلة الجذب للنجم الوماض على مقدار الإشعاعات المنبعثة من النجم عند تلك السرعات العالية . وذلك باستخدام مبادئ النظرية النسبية الخاصة والعامة في إطار نموذج ثنائية الأقطاب المتصل بالنجوم الوماضة والتي تدور بشكل منحرف مع محور المجال المغناطيسي . استخدمنا طريقة ديباولس وانجروسو وقادر لتعميم طريقة هاكستون وروفيني التي وضعت لشحنة واحدة ، لكي تطبق على ثنائي القطب بإدخال أثر كتلة الجذب . فعند حل المعادلة التفاضلية للإشعاع بطريقة حسابية باستخدام برنامج (Mathematica 4.1) وبطريقة تحليلية أمكن رسم طيف الطاقة لثنائيات مختلفة الكتلة . هذه الطيوف أظهرت انخفاض ملموس في معامل التضخيم النسبي (4) بخانتين عند تغير الكتلة من 0.5 إلى 3 كتل شمسية بحسب زاوية عند كمية الحركة المنخفضة نسبياً . وهذا يدل على أن معظم كمية الحركة الزاوية للنجم النيتروني (ثنائي الشحنة) يظل كطاقة حركية دورانية بدلاً من تحوله إلى طاقة إشعاعية . أيضاً فإن الانخفاض في الطاقة نتيجة للزيادة في الكتلة هو تقريباً مستقل عن عدد كمية الحركة الزاوية وسرعة النجم العالية الدورانية . كذلك فإن الطاقة الإشعاعية تتناسب مع مربع جيب زاوية ميل محور الدوران عن محور المجال المغناطيسي ومع السرعة الزاوية مرفوعة للأس الرابع . وهذا يشابه العلاقة التقليدية بينهما . بينما يضمحل الإشعاع عند الأرقام العالية لكمية الحركة فيتلاشى أثر الكتلة . ومن ذلك نستدل على أن التضخم في الطاقة الإشعاعية الذي ينشأ عند الأخذ بالاعتبار مبادئ النظرية النسبية الخاصة فقط ، يتوقع أن يقل بسبب الزيادة في كمية الحركة الزاوية الناتجة عن مبادئ النسبية العامة نتيجة عدم إهمال أثر الكتلة .