Barstery

BARSTERY - vspyhivayushie rentg. istochniki s periodom povtoreniya vspyshek ot nesk. chasov do nesk. dnei, obnaruzheny v 1975 g. metodami vneatmosfernoi rentgenovskoi astronomii. Primery zapisei rentg. izlucheniya ot dvuh B. privedeny na ris. 1, a i b. Vse obnaruzhennye do sih por B. (svyshe 50) imeyut vspyshki, pohozhie na te, chto privedeny na ris. 1,a. Eti zhe vspyshki izobrazheny shematicheski na ris. 1, v. Harakternaya energiya fotonov rentg. izlucheniya B. 1-20 keV. Iz 50 izvestnyh B. 6 obnaruzheny v central'nyh oblastyah naibolee bogatyh sharovyh zvezdnyh skoplenii. Bol'shinstvo B. raspolozheno v predelah 30^o ot napravleniya na galakticheskii centr, chto svidetel'stvuet o prinadlezhnosti ih k sferich. podsisteme Galaktiki. Sledovatel'no, sr. rasstoyanie do B. poryadka rasstoyaniya do centra Galaktiki ( ~10 kpk), chto pozvolyaet ocenit' abs. svetimost' B. vo vremya vspyshki (~10³⁸ erg/s) i polnuyu energiyu, izluchennuyu za eto vremya v rentg. diapazone (~10³⁹ erg). Nablyudeniya pokazali, chto B. mezhdu vspyshkami yavl. medlenno menyayushimisya rentg. istochnikami so sr. svetimost'yu ~10³⁶-10³⁷ erg/s. Interval mezhdu vspyshkami ne ostaetsya postoyannym, on menyaetsya v predelah 30-50%. Pri uvelichenii sr. svetimosti vremya mezhdu vspyshkami umen'shaetsya, i pri dostizhenii nek-roi kritich. svetimosti (~10³⁷ erg/s) vspyshki voobshe ischezayut. Spektr izlucheniya vo vremya vspyshki blizok k spektru izlucheniya absolyutno chernogo tela s temp-roi > 6 keV (>7 ^.10⁷K). Znaya potok energii i rasstoyanie do B., mozhno, vospol'zovavshis' Stefana - Bol'cmana zakonom izlucheniya, ocenit' razmer izluchayushei oblasti ("goryachego pyatna") ~10 km. Vo vremya vspyshki razmer goryachego pyatna menyaetsya slabo, a sama vspyshka est' rezul'tat kratkovremennogo povysheniya temp-ry etogo pyatna. Razmer goryachei oblasti i svetimost' istochnika svidetel'stvuyut o tom, chto B. yavlyaetsya akkreciruyushei neitronnoi zvezdoi solnechnoi massy.

Ris. 1. Zapis' vspyshek rentgenovskogo izlucheniya barsterov: a - zapis' pyati vspyshek 1-go tipa obychnogo barstera MHV 1636 - 1653 v treh intervalah energii fotonov; b - seriya vspyshek bystrogo bar-stera MHV 1730 - 335 (sredi chastyh vspyshek otmechena odna 1-go tipa); v - shematicheskoe predstavlenie zapisi intensivnosti izlucheniya ot obychnogo rentgenovskogo barstera (vspyshki 1-go tipa).

Soglasno nablyudeniyam, energiya, izluchaemaya B. mezhdu vspyshkami, primerno v 100 raz prevoshodit energiyu, izluchaemuyu vo vspyshkah: n₂Dt₂ > 100 n₁Dt₁ (sm. ris. 1, v). Primechatel'no, chto eto otnoshenie prakticheski sovpadaet s otnosheniem gravitacionnoi energii veshestva na poverhnosti neitronnoi zvezdy (10²⁰ erg/g) k energii, vydelyaemoi pri termoyadernom sgoranii geliya (10¹⁸ erg/g). Poetomu estestvenno predpolozhit', chto mezhdu vspyshkami izluchaetsya gravitac. energiya akkreciruemogo neitronnoi zvezdoi veshestva (sm. Akkreciya), a vo vremya vspyshki - yadernaya energiya ot sgoraniya geliya. T. o., osobennosti izlucheniya B. teoriya ob'yasnyaet povtoryayushimisya termoyadernymi gelievymi vspyshkami v vyrozhdennoi obolochke akkreciruyushei neitronnoi zvezdy, nahodyasheisya v dvoinoi sisteme. Vtoraya zvezda obladaet massoi . Ona zapolnyaet svoyu polost' Rosha i obespechivaet neitronnuyu zvezdu veshestvom, bogatym gelievym yadernym toplivom.

Ris. 2. Struktura obolochki akkreciruyushei neitronnoi zvezdy - model' barstera (masshtab ne vyderzhan).

Raschety pokazali, chto veshestvo, akkreciruemoe neitronnoi zvezdoi, nakaplivaetsya v techenie nesk. chasov na ee poverhnosti v vide sloya tolshinoi ~ 10 m i poverhnostnoi plotnost'yu ~10⁹g /sm² (ris. 2).

Ohlazhdenie za schet izlucheniya bogatoi yadernym toplivom obolochki stol' effektivno, chto, nesmotrya na szhatie v moshnom gravitac. pole neitronnoi zvezdy, obolochka ostaetsya sravnitel'no holodnoi. Yadernoe gorenie na etoi stadii nevozmozhno. No po mere nakopleniya veshestva v vyrozhdennoi obolochke (sm. Vyrozhdennyi gaz) ego temp-pa povyshaetsya. Vodorod nachinaet goret', kogda massa obolochki dostigaet opredelennoi velichiny, zavisyashei ot skorosti akkrecii i massy neitronnoi zvezdy. Vremya goreniya vodoroda ~10⁵ s, tak chto ego gorenie ne mozhet ob'yasnit' korotkih vspyshek B. No gorenie vodoroda i prodolzhayushayasya akkreciya vedut k dal'neishemu povysheniyu temp-ry T obolochki i pri T > 3^.10⁸K nachinaet goret' gelii s vydeleniem energii ~10¹⁸ erg/g. Gorenie geliya v vyrozhdennoi obolochke imeet samouskoryayushiisya harakter, poskol'ku davlenie vyrozhdennogo veshestva ne zavisit ot temp-ry. Poetomu vydelenie energii pri gorenii geliya i sootvetstvuyushee povyshenie T privodit ne k rasshireniyu sloya i ego ohlazhdeniyu, a k dal'neishemu rostu energovydeleniya i temp-ry. V rezul'tate nakoplennyi mezhdu vspyshkami gelii v kolichestve ~10²¹ g sgoraet za nesk. sekund. T. o., mehanizm vspyshek B.- termoyadernyi vzryv - polnost'yu analogichen mehanizmu vspyshek novyh zvezd. Odnako sbros obolochki B. nevozmozhen iz-za bol'shoi energii svyazi veshestva na poverhnosti neitronnoi zvezdy. Chislennyi raschet pokazal, chto teoretich. krivaya bleska horosho soglasuetsya s nablyudaemoi. Ischeznovenie vspyshek pri povyshenii srednei yarkosti B., a sledovatel'no, i skorosti akkrecii, ob'yasnyaetsya snyatiem vyrozhdeniya veshestva obolochki i ustanovleniem stacionarnogo goreniya geliya.

Obnaruzhen odin B. (MHV 1730-335), nazyvaemyi obychno bystrym, k-ryi demonstriruet dva tipa vspyshek (ris. 1, b). Nepreryvnaya seriya vspyshek s chastotoi povtoreniya ~100 s (vspyshki 2-go tipa) preryvaetsya raz v 3-4 ch obychnoi vspyshkoi (1-go tipa). Interval mezhdu vspyshkami 2-go tipa medlenno menyaetsya ot 20 do 400 s. Energiya, izluchaemaya etim B. vo vspyshkah 2-go tipa, primerno v 100 raz prevoshodit energiyu, izluchaemuyu vo vspyshkah 1-go tipa. Napomnim, chto otnoshenie energii, izluchaemoi obychnym B. mezhdu vspyshkami, k energii vspyshek - takogo zhe poryadka. Poskol'ku mezhdu vspyshkami izluchaetsya gravitac. energiya akkreciruemogo veshestva, akkreciya, kak pokazyvaet primer bystrogo B., mozhet byt' nestacionarnoi. Pri etom veshestvo (~10¹⁹ g), nakoplennoe, veroyatno, v akkrecionnom diske okolo neitronnoi zvezdy za ~100s, prisoedinyaetsya k nei za nesk. sekund vsledstvie nastupleniya kakoi-to neustoichivosti. Massa i temp-pa obolochki bystrogo B., kak i obychnogo, postepenno uvelichivayutsya, i raz v nesk. chasov proishodit bystroe sgoranie geliya, proyavlyayusheesya, kak obychnaya vspyshka. Sledovatel'no, sv-va bystrogo B. podtverzhdayut opisannuyu vyshe model' vspyshek.

Nesk. B. otozhdestvleny so slabymi golubymi zvezdoobraznymi ob'ektami s nepreryvnymi spektrami. Issledovanie optich. izlucheniya etih zvezd pokazalo, chto rentg. vspyshki nek-ryh B. soprovozhdayutsya optich. vspyshkami shodnoi prodolzhitel'nosti. Optich. "eho" okazalos' zapazdyvayushim na >3 s. Eto zapazdyvanie opredelyaetsya vremenem, k-roe neobhodimo izlucheniyu dlya preodoleniya rasstoyaniya ~10¹¹ sm ot neitronnoi zvezdy do sputnika, pereizluchayushego pogloshaemoe rentg. izluchenie v optich. diapazone.

Proishozhdenie B. poka ne vpolne yasno. Vozmozhno, oni geneticheski svyazany s yadrami naibolee massivnyh sharovyh zvezdnyh skoplenii, blizkih k centru Galaktiki. Raspad so vremenem etih skoplenii ob'yasnyaet koncentraciyu B. okolo centra Galaktiki. Izluchenie B. mezhdu vspyshkami obuslovleno sushestvovaniem stacionarnogo akkrecionnogo diska. Veshestvo postupaet v disk so skorost'yu v god ot zvezdy-sputnika. Obmen veshestvom podderzhivaetsya libo obychnym evolyucionnym rasshireniem obolochki sputnika, libo sblizheniem zvezd v rezul'tate poteri orbital'nogo momenta impul'sa pri izluchenii gravitac. voln. Nesmotrya na kazhushuyusya prostotu i ubeditel'nost' modeli, a takzhe uspeshnuyu interpretaciyu nek-ryh sv-v B., ostayutsya poka neyasnymi proishozhdenie etih ob'ektov i ih mesto v evolyucii zvezd, kinetika yadernogo goreniya, rol' veroyatnyh otklonenii ot sferich. simmetrii, vyzvannyh vrasheniem ili magn. polem.

(A.V. Tutukov)