3.4. Черная дыра или нейтронная звезда?

Одним из нерешенных вопросов на данный момент остается вопрос о природе компактного объекта в SS 433. Соблазнительно видеть в нем кандидата в черные дыры, однако сколь нибудь надежных доказательств этому пока нет. Что же мы знаем о компактной звезде в SS 433? По кривой лучевых скоростей можно определить функцию масс двойной звездной системы. Значение полуамплитуды лучевых скоростей, полученные по линии ионизованного гелия Hell (l-4686 А), имеют большой разброс – от К=195 км/с до К=150 км/с. При этом разброс в функции масс оказывается еще больше: от f = 10,6 до f = 4,8. Предполагается, что эта «линия формируется непосредственно вблизи компактного объекта и тем самым ее лучевая скорость совпадает с лучевой скоростью объекта. Чтобы получить оценку массы этого тела, надо найти отношение масс в системе.

Это можно сделать из анализа оптических и/или рентгеновских затменных кривых блеска. Оптические кривые блеска дают оценку q»0,8 – 1, а из анализа рентгеновских затмений можно сделать заключение о q»0,25. При этом в первом случае масса компактной звезды заведомо больше 3. Во втором случае, если амплитуда лучевых скоростей линии гелия порядка 150 км/с, масса компактной звезды будет меньше 3, так что это вполне может быть нейтронная звезда. Ясно, что для определения фундаментальных вопросов необходимы высококачественные спектральные оптические наблюдения «стационарных» эмиссионных линий, положение которых модулируется орбитальным движением компонент двойной системы.

Сейчас представляется, что существенная доля оптического излучения выходит из «всплывающих облаков», когда они становятся оптически прозрачными. До этого момента оптическое излучение было как бы «заперто» в оптически непрозрачных облаках. Другими словами, два эффекта – увеличение площади расширяющихся облаков и уменьшение их оптической толщины – дают дополнительный свет из области с размерами больше полости Роша компактного объекта. При моделировании оптических кривых блеска учет этих эффектов позволяет уменьшить относительный размер полости Роша компактной звезды (а следовательно, отношение масс в системе). [3, 17].

3.5. Прецессия джетов

Остается понять причину 164-дневной прецессии джетов. Поскольку в любой модели их коллимация осуществляется некоторой воронкой вещества вокруг центрального тела, прецессировать должна и эта воронка, а, значит, по крайней мере внутренние части аккреционного диска. Если центральный источник – вращающаяся черная дыра, ее прецессия автоматически гарантирует прецессию внутренних частей аккреционного диска. Однако характерные времена этой прецессии невероятно велики. Если же в центре находится нейтронная звезда без сильного магнитного поля, то требуется прецессия всего аккреционного диска. Поскольку мы имеем дело с двойной системой, в которой относительно недавно произошел взрыв одной из компонент как сверхновой, вероятна несоосность оси вращения нормальной звезды, и орбитального углового момента. Во время вспышки сверхновой плоскость орбиты может изменить ориентацию в пространстве, в то время как угловой момент нормальной звезды свою ориентацию в пространстве сохраняет; разумеется, через некоторое время из-за приливного взаимодействия моменты вращения должны стать соосными. В такой ситуации может возникнуть приливная прецессия нормальной компоненты, вследствие чего весь диск также будет прецессировать. К образованию наклонного аккреционного диска может также привести анизотропный прогрев оптической звезды рентгеновским излучением – подобно тому, как это происходит в двойной рентгеновской системе Геркулес Х-1 [21]

Итак, что же представляет собой SS 433? Прежде всего, это сверхкритическая дисковая аккреция на компактный объект (скорее всего, на нейтронную звезду). В режиме сверхкритической дисковой аккреции возникает квазисферическая оттекающая структура с двумя каналами вдоль оси симметрии, перпендикулярными плоскости диска. Дополнительное энерговыделение вблизи поверхности нейтронной звезды создает градиент давления, под действием которого вещество выталкивается вдоль этих каналов. Эта картина в целом напоминает два симметрично расположенных действующих вулкана и выделяемой энергии достаточно, чтобы придать веществу скорость, равную второй космической для нейтронной звезды солнечной массы.

Глава 4. Оценка амплитуды эффекта отражения для рентгеновской звезды звездной системы Her X-1.

В звездных системах часто наблюдается «эффект отражения» одного компонента от другого. Вследствие движения компонентов двойной системы этот эффект обладает периодичностью.

Оценим амплитуду эффекта отражения, если известна светимость компактной звезды , светимость нормальной звезды , большая полуось двойной системы а и радиус нормальной звезды .

Рассмотрим тесную двойную звездную систему (ТДС) типа SS 433, одна из компонент которой – нормальная звезда, а вторая вырожденная (релятивистский объект, являющийся нейтронной звездой или черной дырой). Как правило, в таких системах оптическая светимость обычной звезды значительно меньше рентгеновской светимости релятивисткой компоненты . Поэтому даже малая часть рентгеновского излучения, попадающая на оптическую компоненту, вызывает сильный разогрев ее поверхности и дополнительное излучение нагретой поверхности нормальной звезды в оптическом диапазоне. Данный эффект является переменным вследствие движения компонентов тесной двойной системы. Это явление носит название эффекта отражения. Оценим его. [8, 15]

Пусть -рентгеновская светимость релятивисткой компоненты. На единицу площади поверхности сферы радиуса а каждую секунду от релятивистского объекта приходит энергия

(4.1)

Площадь диска нормальной звезды .

Тогда каждую секунду на поверхность нормальной звезды площадью S приходит от релятивистского объекта энергия: