|
Тормозное излучение
Согласно положениям электродинамики, заряд, движущийся с ускорением или торможением, излучает эл.-магн. волны. В космич. условиях торможение (или ускорение) зарядов может быть вызвано либо их притяжением или отталкиванием при сближении электронов и ионов, либо их центробежным ускорением при движении во внешних магн. полях. В астрофизике Т.и. наз. только механизм излучения. Другой механизм - излучение при торможении частиц во внеш. магн. поле - наз. магнитотормозным (циклотронным и синхротронным).
Т.и. (в астрофизическом смысле этого слова) обычно возникает в ионизованном газе
благодаря столкновениям тепловых электронов с ионами. Часто Т.и. также наз. излучением
при
свободно-свободных переходах, т.к. его можно связать с переходами электронов с одной
орбиты на другую, не сопровождающимися с захватом электрона ионом. При этих переходах
излучается весь спектр частот эл.-магн. волн, в том числе рентг. лучи (если темп-ра
достаточно высока) и радиоволны. Спектр Т.и. непрерывен и обрывается при максимально
возможной
энергии, равной начальной энергии электрона. Энергия Т.и. из ед. объема плазмы внутри
телесного угла в единичном интервале частот в ед. времени (т.н. коэфф. излучения)
в единицах эрг/(см3с ср Гц).
Здесь nv - показатель преломления,
Z - заряд иона, ne и ni
- концентрации электронов и ионов, g - т.н. множитель Гаунта (в оптич.
диапазоне 
, а в радиодиапазоне 
).
Из-за большой массы ионов их Т.и. пренебрежимо мало по сравнению с Т.и. электронов.
Скорость
потерь энергии плазмы на тормозное излучение составляет:
[эрг/(см3с)]
.
Механизм Т.и. в космич. условиях ответствен за радиоизлучение солнечной короны и корон звезд, зон HII, планетарных туманностей, газ в скоплениях галактик и т.п. Т.и. также определяет значительную часть ИК- и оптич. излучения звезд. С помощью этого механизма объясняют также излучение нек-рых рентг. источников.
Реже встречается Т.и. нетепловых электронов космических
лучей, дающее вклад в гамма-излучение Галактики и др. объектов, Т.и. электронов
на электронах (оно существенно при темп-ре газа 
К), а также Т.и.
электронов на отрицательных ионах идаже на нейтральных атомах. Существование последнего
связано с конечными размерами атомов, из-за чего электрон, проходя близко от центра
атома, испытывает слабое ускорение, обусловленное разностью электростатических сил,
действующих
на него со стороны ядра и электронных оболочек. Т.и. на нейтральных атомах и отрицательных
ионах существенно в атмосферах холодных звезд при T < 6000-7000 К.
(С.А. Каплан)
| |
