Где можно искать одиночные черные дыры?
<< 2. Убегающие звезды | Оглавление | 4. Результаты и обсуждение >>
3. Взрыв Сверхновой
Итак, каждая из этих четырех звезд входила в двойную систему в которой как
Сверхновая некоторое время назад взорвалась ее соседка. Взорвавшаяся звезда
прошла весь свой эволюционный путь быстрее, то есть была еще более массивной,
чем наблюдаемая нами убегающая звезда. Как считается сейчас именно такие очень
массивные звезды (M>30-40M
) при своем коллапсе образуют не нейтронные
звезды, а черные дыры. Более того, у звезд со слегка большими массами
(M>40-50M) скорее всего происходит прямой коллапс ядра в
черную дыру без промежуточной стадии горячей нейтронной звезд (см., например,
Бисноватый-Коган, 1968).
Если Сверхновая взрывается симметрично, а двойная система, в которой этот взрыв
произошел, обращалась по круговой орбите, то для распада двойной
необходимо сбросить по крайней мере половину массы системы.
[Пример: если масса убегающей
звезды равна
и не изменилась существенно
с момента распада системы, а масса черной дыры равна
, то масса сброшенной оболочки должна быть не
меньше
,
а масса взорвавшейся предсверхновой
.
А так как столь массивные звезды очень сильно теряют вещество за время своей
жизни (как минимум 30% начальной массы), то каждая из рассматриваемых нами
звезд (особенно 
Pup) входили в чрезвычайно массивные
двойные системы.]
Следует сразу заметить, что эти системы не могли проходить стадию обмена массой. При большом отношении масс в системе перетекание вещества, после заполнения первичным компонентом полости Роша, будет неустойчивым, что приведет к стадии с общей оболочкой и, как следствие, к очень сильному сближению и, скорее всего, к слиянию компонентов системы. При умеренном отношении масс перетекание будет устойчивым и квазиконсервативным. Такой обмен масс заканчивается в момент или после выравнивания масс компонентов системы. После этого симметричный взрыв Сверхновой уже не может разорвать систему, так как ее масса слишком мала. (Другое условие - круговая орбита - после стадии обмена массой гарантированно выполняется.)
Так как наши системы были достаточно тесными (скорости с которыми летят сейчас убегающие звезды порядка их орбитальных скоростей в двойных системах), то предположение о круговых орбитах выглядит достаточно естественным. А очень высокая масса предсверхновой делает вероятным прямой коллапс ядра Сверхновой в черную дыру. Как принято считать сегодня, такой коллапс идет симметрично и не сопровождается отдачей (т.е. скорость черной дыры такая же, как скорость предсверхновой перед взрывом), в отличие от процесса образования нейтронных звезд, которые рождаются с пространственными скоростями в несколько сот километров в секунду. (Следует, правда, сказать, что никаких серьезных аргументов в пользу такого вывода о ходе образования массивных черных дыр нет, это просто мнение астрономического сообщества.)
Так как два приведенных выше условия скорее всего выполняются, то распад происходит самым простым образом (см. Рис.1). Оболочка сбрасывается симметрично относительно центра предсверхновой и уносится по прямой в направлении и со скоростью ее орбитального движения в момент взрыва. Движение относится к центру оболочки, а ее симметричное расширение на него не влияет. Центр масс двух звезд (черной дыры и второго компонента двойной системы, ставшего убегающей звездой) движется в противоположном направлении, но с большей скоростью, так как масса сброшенной оболочки превышает сумму масс оставшихся звезд (см. условие распада двойной системы несколькими абзацами выше).
В системе центра масс двух звезд (куда не включается сброшенная оболочка)
скорости звезд сразу после взрыва направлены перпендикулярно соединяющей их
линии, относительная скорость звезды и черной дыры равна относительно орбитальной
скорости звезд перед взрывом (см. Рис.2). И убегающая звезды, и черная дыра
движутся по подобным гиперболам с эксцентриситетом
. При удалении звезд
друг от друга векторы их скоростей повернутся на угол
. В предельном случае, когда сброшенная масса равна
точно половине массы системы, звезды движутся по параболам (
) и за время
разлета направление их скоростей изменяется на 
. На Рис.2
параболические траектории показаны пунктиром.
В системе центра масс предсверхновой (см. Рис.3) к гиперболическому (параболическому) разлету звезд добавляется равномерное движение их центра тяжести. Я не буду приводить здесь формул для этих скоростей, так как они хотя они и достаточно длинны, но просты по сути, а главное, не очень интересны нам сами по себе. Скажу только, что в итоге обе звезды в сторону примерно противоположную той, куда удаляется оболочка.
<< 2. Убегающие звезды | Оглавление | 4. Результаты и обсуждение >>
|
Публикации с ключевыми словами:
черные дыры - Сверхновые - двойные системы - эффект Блаау - распад двойной системы - убегающие звезды - кинематика звезд - Эволюция звезд
Публикации со словами: черные дыры - Сверхновые - двойные системы - эффект Блаау - распад двойной системы - убегающие звезды - кинематика звезд - Эволюция звезд | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
