 |
Астронет: Е. П. Павленко/КрАО Удивительные Звезды и Удивительные Совпадения http://variable-stars.ru/db/msg/1168428 |
Удивительные Звезды и Удивительные Совпадения12.04.2001 21:06 | Е. П. Павленко/КрАО, пос. Научный
О Некоторых Экзотических Объектах в Астрономии
или
Удивительные Звезды и Удивительные Совпадения
Иногда, оглянувшись назад, можно заметить, что некоторые открытия в наблюдательной астрономии приводят к появлению новых направлений в астрофизике. Каких только замечательных совпадений здесь не бывает! Иногда кажется, что открытия любят ходить косяком и избегают равномерности появлений. По мне так особо выделяется 1975 год. Ну, и примкнувший к нему 1976.
(Примечание Редактора: Рисунок выполнен автором.)
Первая магнитная Новая
|
Вот, например, в 1975 году вспыхнула (на целых 19 звездных величин!) очень яркая новая в созвездии Лебедя (сейчас она называется V1500 Cyg), видимая во вспышке как звезда второй величины, а через 11 лет американские астрономы Шмидт, Стокман и Лэмб обнаружили у нее сильное магнитное поле, которое бывает у особой группы объектов - поляров. А первый поляр, между прочим, открыл в 1976 году американец Тапиа, измерив у переменной звезды - тесной двойной системы АМ Геркулеса - сильную круговую поляризацию света. Такая поляризация может возникнуть только в очень больших магнитных полях порядка 107-108 гаусс. Само слово "поляр" было придумано для таких объектов не только потому, чтобы акцентировать внимание на большой роли в жизни двойной системы полюсов магнитной звезды, а еще и из-за значительного вклада польских астрономов в их изучение.
Дисковые и бездисковые двойные системы
Астрономы к этому времени уже давно знали, что тесные двойные системы, к которым относятся, кстати, и новые звезды, состоят из белого и красного карликов, где красный карлик теряет вещество на белый, но не сразу, а, предварительно образовав аккреционный диск. Затем уже из диска вещество выпадает на поверхность белого карлика. Но совсем иное дело у поляров! Магнитное поле белого карлика столь велико, что оно препятствует образованию аккреционного диска, а направляет падающее вещество непосредственно на один или оба своих полюса. Таким образом, открытие поляров поделило тесные двойные системы на две группы: немагнитные или дисковые и магнитные или бездисковые.
Асинхронные поляры
|
Астрономы из года в год открывали все новые и новые поляры, не подозревая, что знаменитая новая V1500 Лебедя - тоже поляр, да какой! Как только был обнаружен этот факт напомним, что не сразу, а через 11 лет после взрыва), последовало еще одно открытие: вращение белого карлика не синхронизовано с его орбитальным движением, его период вращения оказался на 3 процента короче орбитального периода, который, в свою очередь, составляет всего 3 ч. 20 мин. Почему это так взволновало астрономов? Потому, что сильное магнитное поле белого карлика обычно синхронизует движение компонентов и многочисленные примеры наблюдений поляров доказали это на практике. Шмидт и Стокман объяснили этот феномен тем, что сильный взрыв новой на сравнительно короткое время прервал обычное синхронное движение компонент двойной системы. И действиетльно, длительное слежение за этой новой показало, что там все постепенно возвращается на круги своя и белый карлик действительно тормозит свою скорость. Независимые измерения американских астрономов и автора этих строк показали, что примерно через 200 лет V1500 Cyg ничем не будет отличаться от обычной синхронной магнитной двойной системы.
За 15 лет с момента открытия первого асинхронного поляра, кроме Новой Лебедя найдено всего три такие системы. и только об одной мы знаем (просто повезло), что 25 лет назад она взорвалась как новая, а вот взрывное прошлое остальных трех нам неизвестно, поэтому доподлинно причина их асинхронного вращения пока остается загадкой.
Первая рентгеновская Новая
В том же 1975 году случилось еще одно важнейшее событие - открыта первая рентгеновская новая. Европейский космический телескоп Ариэль обнаружил ее в созвездии Единорога. Этот объект называется A0620-00 = V616 Единорога. Оказалось, что в оптическом диапазоне спектра звезда тоже вспыхнула - до 11.5 зв. величины. Более того, у нее и раньше, в до-рентгеновскую эпоху, астрономы наблюдали вспышку - в 1917 г. Новые, вспыхивающие один раз в несколько десятков лет принято называть повторными в отличие от классических новых, вспышки которых происходят каждые десять тысяч - сто тысяч лет. Астрономы догадывались, что именно в рентгеновских новых следует искать гипотетические черные дыры. И не ошиблись. V616 Единорога оказалась первым кандидатом в черные дыры в таких системах. Оценка массы невидимого компонента здесь превосходит 3 солнечных массы - абсолютный верхний предел массы нейтронной звезды, предсказываемый общей теорией относительности.
За четверть века разные космические рентгеновские телескопы открыли 11 рентгеновских новых. Между прочим, у восьми из них в состав двойной системы входит черная дыра, остальные три содержат нейтронную звезду.
Тихая революция в астрономии
|
По выражению директора ГАИШ А.М. Черепащука "За последние несколько лет произошла тихая революция в астрофизике: черные дыры стали наблюдаемыми". Имеется в виду, что проблема поиска черных дыр от теоретиков наконец-то перекочевала к наблюдателям. Как найти доказательства существования черной дыры в тесной двойной системе, если сам объект по определению не виден? Нужны, конечно, комплексные наблюдения в большом диапазоне длин волн от гамма - рентгена до оптического и радио, методами спектроскопии и фотометрии. Некоторые приметы черной дыры просматриваются еще на ранних стадиях вспышки. Однако, основным критерием является, конечно, масса невидимого компонента. Современные методы спектроскопии позволяют взвесить невидимую звезду, хотя это и не очень просто. Для этого нужны благоприятные условия. Нужно дождаться окончания вспышки, когда основной вклад в излучение будет давать видимый компонент. Потребуется очень большой телескоп, чтобы с его помощью в спектре двойной системы выделить линии вторичного компонента и, исследуя их поведение со временем, оценить по крайней мере, нижний предел массы невидимой звезды. А большинство известных рентгеновских новых по окончании вспышки очень слабы - слабее 20-й величины, да и "загрязняющие" факторы тоже имеются, излучение аккреционного диска, окружающего черную дыру, например...
Триумф астрономов-любителей
|
Рентгеновские новые, как правило, быстропротекающие и слабые объекты, но иногда во вспышке они бывают достаточно яркими, чтобы в оптическом мониторинге смогли участвовать любители астрономии. Настоящий триумф пережили любители в 2000 году. Именно их усилиями была получена подробная кривая блеска оптической вспышки, открытой рентгеновским телескопом RXTE новой J1118+480. В оптике она оказалась звездой чуть ярче 13-й звездной величины. Таичи Като, руководитель всемирной сети переменных звезд (VSNET) и американский астроном Джозеф Паттерсон с помощью ИНТЕРНЕТ организовали беспрецедентные по масштабу всемирные наблюдения этого уникального объекта. Несмотря на то, что наблюдения проводились любителями в союзе с профессионалами, именно любитель астрономии, американец Лью Кук сделал открытие: он обнаружил регулярные колебания блеска с периодом 4.1 часа. Чем объясняются эти колебания, пока неизвестно, возможно, это приливные осцилляции аккреционного диска, подобно тому, что происходит у некоторых карликовых новых, к чему сейчас и склоняется большинство ученых. Но окончательный вывод последует после изучения новой в"спокойном", т.е., погасшем состоянии. Ждать осталось недолго: проведя около 100 дней на уровне 13-й зв. величины, звезда стала стремительно слабеть и сейчас уже доступна наблюдениям только в очень большие телескопы.
Открытие в Крыму
Еще две другие рентгеновские новые были достаточно яркими во вспышке. Одна из них вспыхнула в 1992 году в созвездии Персея и была обнаружена Комптоновской Рентгеновской Космической Обсерваторией. Через несколько дней двое аспирантов - испанец Альберто Кастро-Тирадо, аспирант из Николаева Алексей Шляпников и автор этих строк отождествили объект со звездой 13-й величины. Эта работа была выполнена в Крымской астрофизической обсерватории на полуметровом телевизионном комплексе. Позднее у нее был обнаружен орбитальный период 5.1 часа, а испанские и английские астрофизики Казарес и Чарльз с коллегами нашли, что масса компактного компонента в двойной системе Новой Персея находится в пределах от 2.5 до 5 масс солнца.
Гарантии дают любители
Четвертая звезда из ярчайших рентгеновских новых - это V404 Лебедя. Вспышку в рентгене обнаружил японский космический телескоп Гинга, а в оптике это оказалась хорошо известная астрономам опять же повторная новая: она вспыхивала в 1938 и 1956 годах, а после описываемых здесь событий - в 1989 и, возможно, в 1979 (информация о вспышках 1956 и 1979 годов очень неуверенная). Так же как и V616 Единорога, в максимуме блеска она была 11.5 величины. Сейчас по последним оценкам известно, что масса черной дыры в системе V404 Лебедя составляет около 12 солнечных масс.
Среди всех известных рентгеновских новых V616 Единорога и V404 Лебедя остаются также самыми яркими объектами в спокойном состоянии (около 18 зв. величины). Поскольку с моментов вспышек этих новых прошел уже значительный срок, с года на год (если не со дня на день) у них можно ожидать очередную вспышку. Нет никакой гарантии, что ее не пропустит какой-нибудь действующий космический телескоп. Но, похоже, есть гарантия, что вспышку не пропустят астрономы-любители, потому что недавно упомянутые рентгеновские новые были включены в список патрулируемых объектов VSNET и каждый день(!) через ИНТЕРНЕТ можно прочесть отчет любителей о текущем статусе этих новых.
Е. Павленко,
КрАО