Istochnik (na angliiskom yazyke): Astronomy & Geophysics, vol. 44, 1.17
Fevral' 2003 goda

Zagadochnaya Eta Kilya

Massivnye zvezdy - hot' oni i redki - okazyvayut kolossal'noe vliyanie na mezhzvezdnuyu sredu. V obychnyh galaktikah oni yavlyayutsya glavnym istochnikom ioniziruyushego izlucheniya. K etomu dobavlyaetsya moshneishii zvezdnyi veter i kolossal'nye vzryvy, kotorymi oni zakanchivayut svoyu zhizn' (vspyshki sverhnovyh). Eti vzryvy stanovyatsya istochnikom tyazhelyh himicheskih elementov - produktov termoyadernyh reakcii, kotorymi so vremenem obogashaetsya mezhzvezdnaya sreda.

Massivnye zvezdy obychno rozhdayutsya v gruppah ili associaciyah. Ih kollektivnoi energii hvataet na to, chtoby porozhdat' vokrug soderzhashih ih associacii ogromnye rasshiryayushiesya obolochki (puzyri) i dazhe celye galakticheskie vetry, vliyayushie na evolyuciyu roditel'skoi galaktiki.

I vse zhe, nesmotrya na stol' vazhnuyu rol', o nih do sih por ochen' malo izvestno. Kak oni rozhdayutsya (tol'ko li putem akkrecii ili cherez sliyanie men'shih svetil)? Kak oni zhivut (yavlyaetsya li, naprimer, faza LBV obyazatel'noi v ih zhizni ili net)? Deistvitel'no li oni ostavlyayut posle sebya chernye dyry zvezdnyh mass? Kak chasto oni perezhivayut epizody katastroficheskoi poteri massy? A poskol'ku eti zvezdy isklyuchitel'no redki, neudivitel'no, chto astronomy izuchayut kazhduyu iz nih s pristrastiem.

Ris. 1. Gigantskaya tumannost' NGC3372 v yuzhnom sozvezdii Kilya - blizhaishaya k Solncu oblast', v kotoroi zhivut naibolee massivnye iz izvestnyh astronomam svetila - giganty klassa O3. Oni v 100 raz tyazhelee i v 10 raz goryachee Solnca. Bolee togo, imenno v etoi tumannosti v zvezdy podobnogo spektral'nogo klassa byli otkryty vpervye. Pomimo nih NGC3372 soderzhit eshe tri gigantskih zvezdy tipa Vol'fa-Raie azotnoi posledovatel'nosti (zvezdy tipa WN), kotorye evolyucionno yavlyayutsya pryamymi potomkami zvezd klassa O3 i demonstriruyut vysochaishii temp poteri massy posredstvom zvezdnogo vetra. Takovo okruzhenie, v kotorom obitaet Eta Kilya. (Shirina snimka - chut' bolee 1°.)

Vozmozhno, Eta Kilya yavlyaetsya samoi massivnoi zvezdoi nashei Galaktiki, i uzh bessporno - odnoi iz samyh nestabil'nyh. Ona horosho izvestna astronomam kak zvezda, ucelevshaya posle katastroficheskogo vzryva, priklyuchivshegosya s nei v seredine XIX veka, - moshneishego iz izvestnyh astronomam voobshe zvezdnyh vzryvov, posle kotoryh zvezda eshe prodolzhala zhit'. V 1843 godu ona stala na vremya vtoroi po yarkosti zvezdoi nebosvoda s pikovoi svetimost'yu poryadka 30 millionov solnechnyh! Krasiveishaya bipolyarnaya tumannost' Gomunkulus obyazana svoim rozhdeniem imenno etomu kolossal'nomu sobytiyu, nazyvaemomu Velikoi vspyshkoi (ili Velikim izverzheniem). Razlichnye metody, kotorymi astronomy smogli ocenit' ob'em veshestva, sbroshennogo v etom sobytii, shodyatsya na kak minimum neskol'kih massah Solnca (vot tak seans pohudeniya!). Eshe odna moshnaya vspyshka na Ete Kilya proizoshla v 1890-h godah i voshla v istoriyu pod imenem Malaya vspyshka. Svoyu nestabil'nost' zvezda sohranyaet do sih por.

Ris. 2. Bipolyarnaya tumannost' Gomunkulus. Snimok sdelan v sentyabre 1995 goda Kosmicheskim teleskopom imeni Habbla (WFPC2). Bessporno, sredi tysyach snimkov orbital'nogo teleskopa, etot stoit v ryadu shedevrov. Chtoby dobit'sya podobnogo razresheniya, astronomy summirovali mnozhestvo otdel'nyh kadrov, ispol'zuya special'nye algoritmy dlya polucheniya real'nogo subpiksel'nogo razresheniya. (Chetyre ortogonal'nyh lucha, vyhodyashih iz centra snimka, yavlyayutsya artefaktom).

Esli by Eta Kilya byla vidna neposredstvenno, mnogie ee zagadochnye svoistva skoree vsego byli by izvestny astronomam davno. Odnako ona odeta po krainei mere v neskol'ko pokrovov. Eto i plotnye oblaka, sostoyashie iz sbroshennoi eyu materii, i plotnye (opticheski tolstye) potoki zvezdnogo vetra vokrug nee (ih i nablyudal Roi van Bekel' na Evropeiskoi yuzhnoi observatorii - prim. perev.).

Vsledstvie takoi nedostupnosti zvezdy astronomy do nastoyashego vremeni vse eshe priderzhivayutsya raznyh tochek zreniya na ee prirodu. Pri etom glavnoe vnimanie segodnya fokusiruetsya na voprose kratnosti: yavlyaetsya li Eta Kilya odinochnoi zvezdoi, ili eto dvoinaya sistema (a mozhet i kompaktnaya gruppa iz neskol'kih zvezd). Trebuyut takzhe ob'yasneniya: prichina dvuh bol'shih izverzhenii, mehanizm nablyudaemoi segodnya peremennosti (ob eto budet skazano dal'she) i mehanizm, formiruyushii bipolyarnye vybrosy materii pri izverzheniyah. Vse oni poka ostayutsya predmetom zharkih sporov.

Eta Kilya - predstavitel' redkogo klassa Yarkih Golubyh Peremennyh (LBV)

Za povedeniem etogo ispolina astronomy sledyat uzhe okolo 400 let. Primerno s 1600 goda i po 1820 god ego blesk kolebalsya s amplitudoi okolo 2 zvezdnyh velichin: ot 2^m do 4^m.

Posle 1856 goda zvezda nachala bystro ugasat' i gde-to k 1870 godu ee blesk stabilizirovalsya na urovne okolo 7-8^m. Malaya vspyshka sluchilas' mezhdu 1887 i 1895 godom, no posle Velikogo izverzheniya zvezda uzhe nikogda ne proyavlyala takoi peremennosti, kak do nego.

Tumannost' Gomunkulus stala vidimoi posle 1900 goda, a s 1940 stal ponemnogu rasti blesk samoi zvezdy. Segodnya ona snova vidna nevooruzhennym glazom zhitelyam yuzhnogo polushariya kak slabaya zvezdochka s bleskom v diapazone 5-6^m.

Provedennye v konce 1960-h - nachale 1970-h godov infrakrasnye nablyudeniya pokazali, chto zvezda po prezhnemu sohranyaet fantasticheskuyu svetimost' (pereizluchaemuyu glavnym obrazom v IK diapazone pylevoi komponentoi tumannosti Gomunkulus - prim. perev.). Etot fakt byl ispol'zovan dlya nizhnei ocenki ee massy. Predpolozhim, chto Eta Kilya izluchaet na eddingtonovskom predele. V etom sluchae davlenie izlucheniya snizu vverh na atmosferu zvezdy za schet odnogo lish' tomsonovskogo rasseyaniya fotonov na svobodnyh elektronah (eto i budet minimal'no vozmozhnoi neprozrachnost'yu ionizirovannoi materii) okazyvaetsya ravnym gravitacionnomu prityazheniyu. Pri metallichnosti, svoistvennoi sil'no proevolyucionirovavshei zvezde, ee massa v etom predel'nom sluchae okazyvaetsya ravnoi ~100 Ms! V real'nosti ona mozhet byt' i bol'shei, no nikak ne men'shei. Inache, luchevoe davlenie prosto razneset zvezdu na chasti. Etu ocenku mozhno neskol'ko ponizit', no tol'ko dopustiv, chto Eta Kilya ne yavlyaetsya odinochnoi zvezdoi.

Ris. 4. Naimen'shaya neprozrachnost' atmosfery zvezdy dostigaetsya pri polnoi ionizacii ee atomov i opredelyaetsya tomsonovskim rasseyaniem fotonov sveta na svobodnyh elektronah (rasseyanie na protonah i yadrah gorazdo menee effektivno iz-za bol'shoi massy poslednih). Impul's fotonov peredaetsya elektronam i tolkaet ih naverh, ot centra zvezdy, a sila kulonovskogo prityazheniya uvlekaet za nimi vsyu ostavshuyusya plazmu.

Etot process opredelyaet predel'nuyu maksimal'nuyu moshnost' izlucheniya zvezdy dannoi massy, pri kotoroi luchevoe davlenie v fotosfere sravnivaetsya s siloi gravitacionnogo prityazheniya. I naoborot, esli svetimost' zvezdy izvestna, po nei mozhno vychislit' minimal'no vozmozhnuyu massu zvezdy, pri kotoroi gravitaciya eshe budet v sostoyanii uderzhivat' atmosferu.

V sluchae, kogda veshestvo vneshnih sloev zvezdy nedostatochno ionizirovano i v nem prisutstvuyut iony sravnitel'no nizkoi energii vozbuzhdeniya (sposobnye pogloshat' idushie iz nedr fotony i tem samym poluchat' ot nih impul's), luchevoe davlenie iz-za poglosheniya v liniyah sil'no vozrastaet, i togda nizhnii predel na massu zvezdy stanovitsya bol'she.

V nastoyashee vremya astronomy shodyatsya na tom, chto kak minimum odna zvezda v glubine tumannosti Gomunkulus prinadlezhit klassu Yarkih Golubyh Peremennyh (Luminous Blue Variables, ili sokrashenno LBV). V nego popadayut daleko proevolyucionirovavshie massivnye zvezdy, proyavlyayushie sil'neishuyu nestabil'nost' i periodicheski sbrasyvayushie s sebya bol'shie porcii veshestva.

Schitaetsya, chto ochen' massivnye zvezdy s massoi bolee 60 Mc evolyucioniruyut v takoi posledovatel'nosti: iz goryachih zvezd O klassa, zhivushih na glavnoi posledovatel'nosti, oni perehodyat v neustoichivuyu LBV fazu, a zatem prevrashayutsya v zvezdy tipa Vol'fa-Raie, posle chego zakanchivayut svoyu zhizn' kolossal'nym vzryvom - vspyshkoi sverhnovoi (ili dazhe gipernovoi). Tri nazvannye fazy v zhizni zvezdy, predshestvuyushie vzryvu sverhnovoi, fizicheski otrazhayut sleduyushie etapy - etap chisto vodorodnogo goreniya v yadre (zvezda glavnoi posledovatel'nosti), zatem perehod k sloevomu goreniyu vodoroda (faza LBV) i, nakonec, k goreniyu v yadre geliya (zvezda tipa Vol'fa-Raie).

Odnako v etoi evolyucionnoi cepochke vse eshe mnogo neyasnogo. Naprimer, prohodyat li takie zvezdy cherez fazu krasnogo sverhgiganta, i ne yavlyayutsya li nekotorye zvezdy Vol'fa-Raie zvezdami, szhigayushimi v yadre vodorod, to est' po sushestvu do-LBV zvezdami. Nam ne izvestno ni odnogo krasnogo ili zheltogo sverhgiganta so svetimost'yu bolee ~10^5,8 Lc, poetomu samye yarkie zvezdy, skoree vsego, vse zhe evolyucioniruyut inym putem, chem ih bolee legkie sobrat'ya. Hotya etot vopros (real'nost' fazy krasnogo sverhgiganta) i segodnya vse eshe burno obsuzhdaetsya.

Nesmotrya na to, chto nam izvestno, chto Eta Kilya uzhe proshla bol'shuyu chast' svoego evolyucionnogo puti, vse eshe ne yasno naskol'ko tipichnym predstavitelem klassa proevolyucionirovavshih massivnyh zvezd ona yavlyaetsya.

O LBV zvezdah izvestno, chto oni balansiruyut mezhdu dvumya sostoyaniyami: spokoinym, kogda zvezda tusklee i goryachee, i eruptivnym (ot angl. eruption - vspyshka, izverzhenie), kogda oni stanovitsya yarche, no holodnee. Eti sostoyaniya chereduyutsya s harakternym vremenem ot neskol'kih let do desyatiletii. Sbros obolochki i obnazhenie goryachego yadra - vot opredelyayushii process, lezhashii v osnove nazvannogo cikla. Vprochem iz-za malochislennosti i slozhnoi prirody takih zvezd vse eshe ne sushestvuet ischerpyvayushei teorii o mehanizme poteri massy u gigantov v LBV-faze, prodolzhitel'nost' kotoroi imeet poryadok vsego ~10⁴ let.

Neponimanie mehanizma sbrosa massy pechal'no, potomu chto poterya massy sil'no vliyaet na evolyuciyu samyh tyazhelyh zvezd i izmenyaet treki, po kotorym oni dvizhutsya na diagramme cvet-svetimost'. Zvezda s nachal'noi massoi 60 Ms mozhet vzorvat'sya kak sverhnovaya, imeya "na bortu" uzhe ne bolee 10 Ms. Vse ostal'noe rasseivaetsya v mezhzvezdnom prostranstve za mizernoe vremya zhizni takoi zvezdy (Solnce zhivet neizmerimo dol'she, odnako bol'shuyu chast' svoei massy sohranyaet do konca). LBV-faza v etom smysle vydelyaetsya osobo - v nei dostigaetsya samyi vysokii temp poteri massy: do 1 Ms za tysyachu let cherez odin tol'ko zvezdnyi veter. Epizodicheskie izverzheniya, tipa Bol'shoi vspyshki, unosyat eshe bol'shuyu massu.

Za poslednee desyatiletie blagodarya detal'nomu komp'yuternomu modelirovaniyu zvezdnoi evolyucii my stali znachitel'no luchshe ponimat' povedenie zvezd v verhnei chasti diagrammy cvet-svetimost'. Odnako poka my ne poimem mehanizma poteri massy na stadii LBV, nashi znaniya o fizike i evolyucii samyh massivnyh zvezd budut nepolny. Vse sovremennye teoreticheskie modeli evolyucionnyh trekov v verhnei chasti diagrammy cvet-svetimost' sil'no zavisyat ot dopushenii, kasayushihsya poteri massy. Poka u nas net udovletvoritel'noi modeli takih trekov, na pomosh' teoreticheskomu modelirovaniyu privlekayutsya vse imeyushiesya nablyudatel'nye dannye o real'nom raspredelenii zvezd-gigantov na etoi diagramme. Oni pozvolyayut hotya by v obshih chertah nabrosat' evolyuciyu takih zvezd.

Grubo govorya, kogda zvezda s nachal'noi massoi bol'she 60 Ms pokidaet glavnuyu posledovatel'nost', ee radius nachinaet rasti, a svetimost' ostaetsya bolee menee postoyannoi - na diagramme Gercshprunga-Ressela ona dvizhetsya vpravo. Tak kak otnoshenie ee svetimosti k masse (L/M) imeet tot zhe poryadok, chto i eddingtonovskii predel - ona potencial'no ne stabil'na. A postoyannaya poterya massy, ispytyvaemaya zvezdoi i neuklonno umen'shayushaya znamenatel' otnosheniya L/M, tolkaet ee eshe blizhe k etomu predelu. Dostignuv nekotorogo kriticheskogo radiusa (ili poverhnostnoi temperatury, chto to zhe samoe), zvezda neozhidanno teryaet massu v odnom ili neskol'kih LBV-izverzheniyah, prichina kotoryh poka ne vpolne ponyatna. Vo vremya stol' radikal'nyh "seansov pohudeniya" zvezda umen'shaetsya v razmerah i snova otstupaet obratno vlevo na diagramme cvet-svetimost'.

Vazhnaya detal': pri etom samo polozhenie granicy nestabil'nosti dlya etoi zvezdy tozhe smeshaetsya vlevo i kak by presleduet zvezdu, ibo otnoshenie svetimosti k masse (L/M) posle takih izverzhenii neobratimo uvelichivaetsya, delaya ee v celom eshe menee stabil'noi. V etot moment zvezda uzhe nastoyashaya Yarkaya Golubaya Peremennaya (LBV).

Ris. 5. Verhnyaya chast' diagrammy cvet-svetimost', na kotoruyu naneseny teoreticheskie evolyucionnye treki zvezd solnechnoi metallichnosti s massoi 40 i 60 Ms ot nachala ih zhizni na glavnoi posledovatel'nosti do momenta, kogda massovaya dolya vodoroda v nih upadet do 0,2. Oranzhevymi zvezdochkami na diagramme oboznacheny polozheniya nekotoryh izvestnyh LBV zvezd, a sinimi treugol'nikami i kruzhkami - nekotoryh zvezd Vol'fa-Raie tipa WN9-10 i WN11 sootvetstvenno.

Nesmotrya na to, chto teoreticheskii eddingtonovskii predel svetimosti zavisit lish' ot massy zvezdy i ne zavisit ot temperatury, tem ne menee davno uzhe bylo zamecheno, chto s padeniem temperatury padaet i maksimal'naya nablyudaemaya svetimost' sverhgigantov. V 1979 godu Hemfris i Devidson oboznachili granicu etoi oblasti izbeganiya. Ee sushestvovanie ob'yasnyaetsya tem, chto pri padenii temperatury padaet stepen' ionizacii vneshnei obolochki zvezdy i pogloshenie v liniyah nekotoryh ionov nachinaet vnosit' oshutimyi vklad v luchevoe davlenie. V rezul'tate chistyi eddingtonovskii predel zamenyaetsya na modificirovannyi eddingtonovskii predel, kotoryi padaet s umen'sheniem temperatury.

Zvezda s massoi 60 Ms, dvigayas' posle uhoda s glavnoi posledovatel'nosti vpravo i priblizhayas' k svoemu predelu nestabil'nosti (u kazhdoi zvezdy on svoi i zavisit ot ee massy i himicheskogo sostava), ochevidno, dolzhna budet rano ili pozdno ostanovit'sya i prevratit'sya v LBV zvezdu, katastroficheski teryayushuyu massu iz-za ohlazhdeniya i poteri prozrachnosti atmosfery. Ee bolee legkaya sosedka, kak vidno iz diagrammy, obhodit zapreshennuyu oblast' snizu i uspeshno uhodit v oblast' krasnyh sverhgigantov. Takova teoriya, no ona poka eshe daleka ot zaversheniya.

Eta Kilya horosho sootvetstvuet etomu shematicheskomu scenariyu. Ona nahoditsya kak raz v ozhidaemoi oblasti diagrammy cvet-svetimost' (na risunok 6 ona ne popadaet iz-za ochen' vysokoi svetimosti; ee polozhenie - vyshe verhnei granicy risunka i, po-vidimomu, ochen' blizko k mestu, gde zona izbeganiya Hemfrisa-Devidsona prizhimaetsya k glavnoi posledovatel'nosti - prim. perev.). Pri etom ona deistvitel'no daleko proevolyucionirovala (spektr Ety Kilya obogashen azotom, chto govorit o vynose produktov termoyadernyh reakcii v fotosferu - prim. perev.); ee peremennost' do Velikoi vspyshki pohozha na LBV-izverzheniya. Velikaya vspyshka v XIX veke deistvitel'no byla moshnee lyubogo drugogo horosho izuchennogo LBV-izverzheniya, no eto mozhno ponyat': Eta Kilya sama po sebe gorazdo yarche lyuboi drugoi izvestnoi nam LBV v Mlechnom Puti.

Bol'shinstvo predlozhennyh mehanizmov LBV-nestabil'nosti - pristupov rezkogo povysheniya tempov poteri massy i soputstvuyushih im izverzhenii - neizmenno obrashayutsya k vazhnoi roli luchevogo davleniya i vysokoi neprozrachnosti vneshnei obolochki LBV zvezdy. Soglasno odnoi iz gipotez, pik neprozrachnosti dostigaetsya ne u samoi poverhnosti, a v glubine obolochki, v sloe s temperaturoi okolo 200 000 K, gde iz-za ionizacii zheleza i poyavleniya ego mnogochislennyh linii poglosheniya voznikaet moshnaya konvektivnaya zona. Ona harakterizuetsya vysokimi skorostyami konvektivnyh potokov (~40% ot skorosti zvuka v sloe) i mozhet perenosit' do 30% obshego teplovogo potoka iz nedr zvezdy, prevrashayas' tem samym v bol'shoi rezervuar kineticheskoi energii. Teoreticheskie modeli predskazyvayut, chto u takih yarkih zvezd, kak Eta Kilya, nizhnyaya granica zony formirovaniya zvezdnogo vetra pronikaet dostatochno gluboko i zahodit kak raz v oblast' "zheleznoi" konvekcii. V etih usloviyah nebol'shie turbulentnye fluktuacii v nei mogut zapustit' process s polozhitel'noi obratnoi svyaz'yu: chut' vozros temp poteri massy - chut' glubzhe v konvektivnuyu zonu opustilas' nizhnyaya granica zony formirovaniya zvezdnogo vetra. Ego intensivnost' ot etogo poluchaet dopolnitel'nyi prirost i... poshlo poehalo. V nekotoryh sluchayah dannyi mehanizm mozhet privesti k polnomu sryvu konvektivnoi obolochki za ochen' korotkoe vremya. (Podrobnee ob etom chitaite v stat'e Richarda Stotersa "Mozhet li turbulenciya v zheleznoi konvektivnoi zone byt' prichinoi massivnyh izverzhenii na Ete Kilya" / The Astrophysical Journal, 530: L103-L106, 2000 February 20.)

Ris. 6. Na etom grafike pokazano, kak s uvelicheniem massy zvezdy v ee nedrah razvivayutsya konvektivnye zony. Model' postroena dlya odnorodnoi zvezdy, soderzhashei 70% vodoroda, 27% geliya i 3% metallov. Glavnaya zheleznaya konvektivnaya zona, o kotoroi i idet rech' v tekste, u gigantov so svetimost'yu menee 2 mln. solnechnyh nahoditsya sushestvenno glubzhe toi oblasti, gde formiruetsya zvezdyi veter. Poslednii fakticheski zatragivaet lish' fotosferu. V sluchae Ety Kilya situaciya korennym obrazom menyaetsya: moshnyi zvezdnyi veter sduvaet vneshnie sloi stol' stremitel'no, chto nizhnyaya granica zony formirovaniya zvezdnogo vetra opuskaetsya pryamo v zonu moshnyh potokov krupnomasshtabnoi konvekcii. Astronomy polagayut, chto v etom kroetsya prichina nestabil'nosti Ety Kilya i drugih LBV zvezd.

Posle zaversheniya nekontroliruemogo processa vzvinchivaniya tempov poteri massy, kotoryi v predel'nom sluchae mozhet zakonchit'sya polnym sryvom konvektivnogo sloya i obnazheniem goryachih sloev s chisto radiacionnym perenosom energii, zvezde trebuetsya nekotoroe vremya dlya vosstanovleniya ravnovesnoi struktury svoei vneshnei obolochki. Ete Kilya po rasschetam na eto nuzhno okolo 4 let, chto horosho soglasuetsya s obsuzhdaemym dalee 5,5-letnim ciklom.

Podvodya itog, mozhno skazat', chto Eta Kilya skoree vsego yavlyaetsya ekstremal'nym predstavitelem klassa LBV, hotya u nas do sih por net otvetov na mnogie fundamental'nye voprosy: yavlyaetsya li Eta Kilya odinochnoi zvezdoi, ili eto kratnaya sistema? Kakov mehanizm ee ciklichnoi peremennosti, obsuzhdaemoi dalee? Byla li Velikaya vspyshka vyzvana tem zhe mehanizmom? Esli u Ety Kilya est' kompan'on, ne on li vinovnik etoi vspyshki? Chto ostanovilo Velikoe izverzhenie? Pochemu proizoshla otdel'naya Malaya vspyshka? Byla li ona tozhdestvennoi prirody, ili ee mehanizm inoi? Vopros dvoistvennosti Ety Kilya yavlyaetsya klyuchevym dlya mnogih iz perechislennyh vyshe. (Prilivnye sily so storony kompan'ona mogut okazat'sya horoshim regulyatorom periodicheskih processov v obolochke LBV zvezdy - prim. perev.)

Tumannost' Gomunkulus

Ochen' i ochen' mnogoe mozhno uznat' o zvezde, izuchaya ee okruzhenie. V osobennost' ee pylevuyu bipolyarnuyu tumannost', izvestnuyu pod imenem Gomunkulus (karlik - lat.). Infrakrasnye nablyudeniya pokazali, chto intensivnost' izlucheniya ot nee vozrastaet na limbe i ona imeet vse svoistva dvuh polyh, tonkostennyh sfer s komkovatoi poverhnost'yu. Polyarnyi diametr tumannosti blizok k 0,7 svetovogo goda (uglovoi diametr okolo 19 sekund). Skorost' rasshireniya na polyusah priblizitel'no ravna 650 km/s; s ponizheniem shiroty, to est' blizhe k ekvatorial'noi ploskosti tumannosti, ona padaet.

Massa pyli v Gomunkuluse blizka k 0,04 Ms. Eto ochen' i ochen' mnogo: v tysyachu raz bol'she summarnoi massy vseh planet Solnechnoi sistemy. Ispol'zuya standartnuyu velichinu otnosheniya gaz/pyl' v mezhzvezdnom veshestve, my poluchaem porazhayushuyu voobrazhenie ocenku polnoi massy veshestva, sbroshennogo zvezdoyu "za raz": 2-4 Ms. Eta ocenka soglasuetsya takzhe s drugoi ocenkoi, opirayusheisya na velichinu rasseyaniya v vidimom diapazone. Odnako dopusheniya v oboih metodah slishkom neopredelenny, i istinnaya massa sbroshennogo veshestva mozhet dostigat' 10 Ms.

Komkovatyi vneshnii vid oboih lopastei bipolyarnoi tumannosti skoree vsego yavlyaetsya sledstviem gazodinamicheskih neustoichivostei. Mozhno predlozhit' neskol'ko scenariev poyavleniya etih neustoichivostei. K primeru, oni mogli vozniknut' pod deistviem nepreryvnogo zvezdnogo vetra, duyushego vnutri lopastei, ili luchevogo davleniya na ih pylevuyu komponentu. V to zhe vremya ne isklyucheno, chto oni yavlyayutsya tysyachekratno uvelichennymi otpechatkami teh nestabil'nostei, kotorye obrazovalis' v odnorodnoi atmosfere sverhgiganta v moment ego priblizheniya k eddingtonovskomu predelu.

Okolo 10 let nazad nablyudatelyam stala ochevidna eshe bolee nesovershennaya forma ekvatorial'nogo diska (budet tochnee nazyvat' eto fragmentami diska), raspolozhennogo v ekvatorial'noi ploskosti po otnosheniyu k lopastyam tumannosti (eto vsecelo zasluga orbital'nogo teleskopa - prim. perev.). Ekvatorial'nye vybrosy gorazdo sil'nee fragmentirovany i neregulyarny. Ih obshaya morfologiya otvechaet skoree ne disku, a radial'nym "polosam", "spicam", "lucham" ili "lopastyam ventilyatora". Ocenka ih massy (0,5 Ms) bolee neopredelenna, chem v sluchae lopastei tumannosti. V samoi central'noi oblasti, v predelah 0,3 uglovoi sekundy ot zvezdy, raspolagayutsya mnogochislennye okolozvezdnye pyatna ("ob'ekty Veigel'ta"), ch'e izluchenie neizbezhno zagryaznyaet izluchenie samoi zvezdy pri nazemnyh nablyudeniyah.

Ris. 7. Infrakrasnyi snimok Ety Kilya v polose 2,29 mkm, poluchennyi Roem van Bekelem s pomosh'yu sistemy adaptivnoi optiki na 8-metrovom teleskope 'epun Evropeiskoi yuzhnoi observatorii. Bukvami C i D oboznacheny yarchaishie ob'ekty Veigel'ta. Adaptivnaya optika legko spravilas' s zadachei ih razdeleniya ot samoi zvezdy, no bol'shei detalizacii etim putem poluchit' uzhe ne vozmozhno - na snimke dostignuto predel'noe difrakcionnoe razreshenie dlya teleskopa 8-metrovogo klassa v etoi polose.

Izuchenie sobstvennogo dvizheniya gaza v tumannosti po snimkam Habbla, sdelannym s intervalom v neskol'ko let, pokazalo, chto ono imeet chisto ballisticheskuyu prirodu. Drugimi slovami, gaz v tumannosti dvizhetsya po inercii pod deistviem pervonachal'no poluchennogo impul'sa, pri etom naibolee udalennye ot centra fragmenty razletayutsya s naibol'shei skorost'yu, i naoborot. (Svoego roda miniatyura habblovskogo rasshireniya Vselennoi.) Esli povernut' strelki chasov vspyat' i nablyudat' za dvizheniem razlichnyh uchastkov tumannosti, to vse oni svernutsya v tochku priblizitel'no odnovremenno, i eto proizoidet kak raz okolo 1843 goda. Eto pryamoe ukazanie na to, chto vse veshestvo tumannosti bylo sbrosheno odnim kolossal'nym vzryvom.

Vozrast ekvatorial'nyh vybrosov gorazdo menee opredelennyi; est' prichiny schitat', chto v nih my vidim smes' iz materii, sbroshennoi v raznyh LBV-izverzheniyah.

Po ocenennoi masse tumannosti i skorosti ee rasshireniya mozhno opredelit' kineticheskuyu energiyu sbroshennogo veshestva. Nekotoroe predstavlenie o haraktere vspyshek na LBV zvezdah daet nam otnoshenie dvuh velichin: energii, vysvechennoi vo vremya vspyshki, i kineticheskoi energii sbroshennoi materii. Oboznachim ego bukvoi s. Chem men'she s, tem bolee harakter nosit vspyshka. U oboih lopastei tumannosti Gomunkulus s~11. Dlya ekvatorial'nyh vybrosov s~2, chto govorit o ih bolee "vzryvnoi prirode" (dlya sravneniya: pri vspyshke sverhnovoi s~0,03, pri vspyshke novoi s~1, a dlya moshnogo zvezdnogo vetra zvezd-gigantov s~10²-10⁴). Razlichie v velichine s, a takzhe razlichie v morfologii lopastei tumannosti i ee ekvatorial'nyh vybrosov navodit na mysl', chto za ih rozhdenie otvechayut raznye mehanizmy.

Pochemu tumannost' Gomunkulus bipolyarna? Na etot schet segodnya imeyutsya dve dominiruyushih gipotezy: libo za formu tumannosti otvechaet okruzhayushaya sreda (esli plotnost' okruzhayushei materii v ekvatorial'nom napravlenii mnogo vyshe, chem v polyarnom, sbroshennaya materiya budet rasshiryat'sya preimushestvenno v napravlenii polyusov), libo sbros massy sam po sebe byl sushestvenno nesimmetrichnym. Vtoraya gipoteza razvivaetsya v modelyah bystrovrashayusheisya, splyusnutoi zvezdy s vetrom, razgonyaemym za schet poglosheniya v liniyah. V nih udaetsya vosproizvesti nesimmetrichnuyu kartinu istecheniya veshesta, pri kotoroi odnovremenno i skorost', i plotnost' vetra v napravlenii polyusov poluchaetsya bol'she.

Ne isklyuchaetsya takzhe vliyanie na formu tumannosti magnitnogo polya, no sovremennye modeli pokazyvayut, chto sozdat' bipolyarnuyu tumannost' takoi formy s pomosh'yu odnogo tol'ko magnitnogo polya ochen' neprosto.

Dlya vybora mezhdu dvumya nazvannymi gipotezami mozhet potrebovat'sya informaciya o kinematike vnutrennih oblastei tumannosti. (Roi van Bekel' poluchil informaciyu lish' o forme - prim. perev.)

Sovsem nedavno byli polucheny svidetel'stva o sushestvovanii kroshechnoi bipolyarnoi tumannosti, spryatannoi vnutri Gomunkulusa i nazvannoi , kotoraya mogla poyavit'sya v rezul'tate Maloi vspyshki.

Pri s'emke s bol'shoi ekspoziciei vokrug Ety Kilya proyavlyayutsya takzhe i drugie protyazhennye struktury. Tak, neposredstvenno vokrug tumannosti Gomunkulus vidna struktura s formoi, blizkoi k sfericheskoi (ee nazyvayut "Ghost Shell" - "obolochka-oreol"), kotoraya tozhe mozhet imet' otnoshenie k Velikomu izverzheniyu. Vokrug etoi sfericheskoi obolochki sushestvuet eshe bolee krupnaya struktura, razmerom priblizitel'no 4 na 1,5 svetovyh goda, kotoraya pohozhe yavlyaetsya bipolyarnoi. Stranno to, chto os' etoi bipolyarnoi tumannosti povernuta pochti na 90œ po otnosheniyu k osi Gomunkulusa. Ocenki ee massy ochen' neopredelenny, no, veroyatno, v nei soderzhitsya ot 5 do 10 mass Solnca. Eta bipolyarnaya tumannost' ves'ma stara, ee vozrast ocenivaetsya v 13 tysyach let.

Ris. 8. Fotografiya s nebol'shoi perederzhkoi. Na nei horosho vidna obolochka-oreol vokrug tumannosti Gomunkulus. (Shirina snimka okolo 32").

Pochemu vse eti struktury imeyut razlichnuyu formu i orientaciyu - ostaetsya zagadkoi. K sozhaleniyu, pryamye svidetel'stva sushestvovaniya eshe bolee drevnih struktur, svyazannyh s evolyuciei Ety Kilya, pochti polnost'yu unichtozheny kombinaciei neskol'kih faktorov: vozrastom, slozhnoi vnutrennei strukturoi samoi tumannosti Kilya i neizbezhnym dopolnitel'nym vozdeistviem drugih massivnyh zvezd, prinadlezhashih skopleniyam Trumpler 14 i Trumpler 16. Tem ne menee ochevidno, chto do Bol'shoi vspyshki Eta Kilya ne raz ispytyla krupnye izverzheniya i, bessporno, okazala ogromnoe vliyanie na energeticheskii byudzhet i strukturu svoego okruzheniya.

Ris. 9. Fotografiya central'noi chasti tumannosti Kilya: pered nami kak raz "Zamochnaya skvazhina" (Anglo-Avstraliiskii teleskop). Sleva ot nee nahoditsya Eta Kilya. Horosho vidno yarkoe pyatno tumannosti Gomunkulus (s beznadezhnoi perederzhkoi), kotoruyu okruzhaet obolochka-oreol (krasnaya kaima vokrug Gomunkulusa) i slabye fragmenty bolee drevnih izverzhenii v vide edva razlichimyh krasnyh protyazhennyh arok. (Shirina snimka okolo 5,5').

"Usy"
(ili chem Eta Kilya brosaetsya v prostranstvo)

Sovsem nedavnim popolneniem v larce sokrovish Ety Kilya stalo otkrytie zamechatel'nyh vysokoskorostnyh volokon, torchashih radial'no pryamo iz tumannosti Gomunkulus. Pyat' iz nih razresheny prostranstvenno. Eti volokna, nazyvaemye "usami" ili "strunami", imeyut dlinu poryadka svetovogo goda i sil'no kollimirovany (otnoshenie ih dliny k shirine ne menee 30-100). Vse eti usy vyhodyat tochno iz toi tochki, gde rasplozhena zvezda, no oni ne ideal'no pryamye i imeyut nebol'shie izgiby i yarkie uzelki. Skorost' gaza v etih usah uvelichivaetsya pochti lineino s rasstoyaniem ot zvezdy, a na ih konchikah, tochnee chut' dal'she ih vidimogo okonchaniya vidny yarkie shary.

Poyavilos' uzhe nemalo vozmozhnyh ob'yasnenii etogo fenomena. Model', kazhushayasya naibolee veroyatnoi, ob'yasnyaet ih poyavlenie proletom tak nazyvaemyh "snaryadov" - plotnyh gazovyh sharov, dvizhushihsya po chisto ballisticheskim traektoriyam cherez gazopylevoe okruzhenie zvezdy. Usy pri prolete "snaryada" obrazuyutsya za schet ablyacii (sdiraniya) ego veshestva, a razryv mezhdu nim i vidimym okonchaniem ego traektorii (vershinoi usa) oznachaet, chto dlya ostyvaniya nagretogo v udarnoi volne gaza do stepeni, pri kotoroi on stanovitsya opticheski vidimym, trebuetsya okolo 10 let (dlina nevidimogo promezhutka sostavlyaet okolo 5% ot polnoi dliny usov do zvezdy, a ih vozrast - okolo 150 let - prim. perev.).

Eto vremya vyglyadit slishkom malym dlya izmerennyh skorostei proleta "snaryadov" - do 3000 km/s. Pri takih skorostyah sryvaemyi so "snaryada" gaz dolzhen nagrevat'sya v udarnyh volnah stol' sil'no, chto na ego ostyvanie do opticheski vidimogo sostoyaniya mozhet potrebovat'sya do 80 let (tochnee, do temperatury v neskol'ko desyatkov tysyach gradusov, pri kotoroi gaz stanet izluchat' glavnym obrazom v opticheskih zapreshennyh liniyah). Chtoby soglasovat' nablyudeniya s real'nost'yu, dostatochno predpolozhit', chto materiya, okruzhayushaya tumannost', sama po sebe rasshiryaetsya s skorost'yu ne menee 500 km/s. Eto horosho soglasuetsya so staroi ideei o tom, chto Gomunkulus rasshiryaetsya pryamo v medlennyi zvezdnyi veter predydushei evolyucionnoi fazy central'nogo ob'ekta. (Vozmozhno i drugoe ob'yasnenie, esli dopustit', chto gaz, okruzhayushii tumannost' Gomunkulus, ochen' goryachii.)

Ris. 10. Snimok struny N1 v zapreshennoi linii odnokratno ionizirovannogo azota [NII] (6584A). Pereeksponirovannaya oblast' v pravom verhnem uglu - fragment tumannosti Gomunkulus; okruzhayushie ee klochkovatye oblaka prinadlezhat obolochke-oriolu; sama Eta Kilya nahoditsya nad pravym verhnim uglom kadra.

V tochke A, gde struna vyhodit iz obolochki-oreola, spektral'nyi profil' linii [NII] sil'no rasshiren, chto govorit o bol'shom razbrose radial'nyh skorostei: ot -800 km/s do -300 km/s. Takoi razbros svidetel'stvuet o tom, chto gaz v oblasti vyhoda struny sil'no vozmushen i nahoditsya v bystrom neregulyarnom dvizhenii. Esli by my skazali, chto spektral'nye izmereniya v tochkah V i S dayut radial'nye skorosti sootvetstvenno -600 km/s i -860 km/s, to ne oshiblis', no eto lish' chast' pravdy. (Obratite vnimanie, uglovye rasstoyaniya tochek V i S ot zvezdy ravny sootvetstvenno 21" i 27" - zavisimost' radial'noi skorosti v usah ot rasstoyaniya do zvezdy poluchaetsya pochti lineinoi). V deistvitel'nosti profili spektral'nyh linii v tochkah V i S govoryat bol'she - oni svidetel'stvuyut o rasshirenii usov so skorost'yu okolo 25 km/s. Eto uzhe hot' kakaya-to podskazka o ih prirode; ona legko ob'yasnyaet utolshenie usov k ih osnovaniyu v gipoteze o prolete plotnyh gazovyh "snaryadov".

Tochka D - eto i est' sam "snaryad". On raspolozhen neskol'ko dal'she vidimogo okonchaniya usa. Astronomam udalos' izmerit' ne tol'ko ego radial'nuyu skorost' (spektral'no), no i skorost' v proekcii na nebesnuyu sferu - ispol'zuya snimki "Habbla" i nazemnyh teleskopov VLT, sdelannye v raznye epohi. Sravneniv eti dve skorosti, astronomy opredelili istinnuyu trehmernuyu orientaciyu struny N1 v prostranstve: ugol mezhdu neyu i ploskost'yu nebesnoi sfery okazalsya vsego 25° (Os' Gomunkulusa razvernuta sil'nee: na 41°). Otsyuda sleduet, chto istinnaya skorost' na konchike struny priblizhaetsya k 2000 km/s. A vot skorost' "snaryada" D okazalas' eshe vyshe - pochti 3000 km/s, to est' 1% skorosti sveta! Vot kakie "puli" vystrelila Eta Kilya vo vremya Velikoi vspyshki. No kak i pochemu!?

(Esli vam kazhetsya, chto astronomy pochemu-to umalchivayut o eshe bolee krasivom use, raspolozhennom na snimke sleva ot struny N1, to ob'yasnenie trivial'no: eto artefakt, odin iz chetyreh parazitnyh luchei, kotorye prisutstvuyut na vseh snimkah "Habbla").

Periodichnost': svidetel'stva v pol'zu 5,5-letnego cikla

Ogromnym shagom vpered v ponimanii prirody central'nogo ob'ekta stalo otkrytie Avgustom Damineli regulyarnogo ischeznoveniya infrakrasnoi emissionnoi linii He I (10830A) s periodom 5,5 let. O vsyakogo roda periodichnostyah v povedenii Ety Kilya govorili i ranee, no bol'shinstvo iz nih tak i ne poluchilo nadezhnogo podtverzhdeniya. Odnako 5,5-letnii cikl zamechatelen tem, chto opirayushiesya na nego predskazaniya deistvitel'no ispolnilis' tak, kak ozhidalos'. Krome togo okazalos', chto etot zhe cikl proyavlyaetsya i v radiodiapazone, i v optike, i v rentgene. Ego sledy teper' nahodyat dazhe v istoricheskih dannyh. Otkrytie vremennoi shkaly fundamental'nyh processov na Ete Kilya - eto bezuslovno shedryi podarok uchenym, stremyashimsya postich' ee prirodu.

Ischeznovenie izlucheniya v linii He I (10830A) astronomy nazyvayut "sobytiem". Ocherednoe takoe "sobytie" ozhidaetsya v iyune-iyule 2003 goda (ono uspeshno sostoyalos' i shiroko nablyudalos' astronomami na mnogih observatoriyah - prim. perev.). Ono soprovozhdaetsya minimumom v rentgene i, s nebol'shimi zaderzhkami, minimumami v radiodiapazonah. V infrakrasnoi polose K "sobytie" proyavlyaet sebya pikom yarkosti, kotoryi smenyaetsya rezkim minimumom, posle kotorogo svetimost' v polose K vozvrashaetsya k norme.

Na risunke 11 pokazana rentgenovskaya svetimost' ob'ekta, registrirovavshayasya v detalyah sputnikom RXTE s 1995 goda. K koncu 2003 goda RXTE pochti zakonchil monitoring vtorogo polnogo perioda i teper' horosho vidno, chto rentgenovskie potoki v predydushem i novom cikle neploho sovpadayut, esli my dopustim 5,5-letnyuyu periodichnost'. U nablyudenii v rentgene est' ochen' vazhnoe preimushestvo pered drugimi diapazonami: dlya zhestkogo rentgena tolsha tumannosti pochti prozrachna, poetomu zdes' my poluchaem informaciyu pryamo iz central'nogo istochnika.

Ris. 11. Grafik izmeneniya rentgenovskoi svetimosti Ety Kilya, postroennyi po dannym sputnika RXTE za period s nachala 1996 po konec 2003 goda. Krasnym cvetom pokazano ozhidavsheesya povedenie istochnika v sluchae, esli by variacii ego bleska ot perioda k periodu strogo povtoryalis'.

Neobychnaya stabil'nost' 5,5-letnego cikla v infrakrasnom diapazone privela Avgusto Damineli v 1996 godu k gipoteze, chto ona mozhet byt' svyazana s orbital'nym periodom kompan'ona. V sleduyushei svoei rabote 1997 goda Damineli svyazal zafiksirovannoe v 1996 godu "sobytie" ischeznoveniya linii vysokogo urovnya vozbuzhdeniya (liniya geliya 10830A - lish' odna iz nih) s prohodom zvezdoi-kompan'onom periastra na sil'no vytyanutoi orbite.

Ris. 12. Predpolagaemaya orbita kompan'ona v sisteme Ety Kilya. V nachale koordinat nahoditsya glavnaya LBV-zvezda. Napravlenie na Zemlyu spornoe - nekotorye astronomy privodyat drugie vozmozhnye varianty.

V apoastre kompan'on udalyaetsya ot zvezdy pochti na 30 a.e. Pri takoi sil'no vytyanutoi orbite bol'shuyu chast' 5,5-letnego cikla on nahoditsya vdali ot central'noi zvezdy. Predpolagaetsya, chto etomu polozheniyu sootvetstvuet sravnitel'no postoyannyi umerennyi potok rentgenovskogo izlucheniya mezhdu "sobytiyami". I lish' na protyazhenii priblizitel'no odnogo goda kompan'on sblizhaetsya s glavnoi zvezdoi, vyzyvaya rezkoe usilenie effektov na fronte stolknoveniya zvezdnyh vetrov.

Tam zhe Damineli vyskazyvaet predpolozhenie o tom, chto v sisteme Ety Kilya dolzhny proyavlyat'sya moshnye effekty vzaimodeistviya zvezdnyh vetrov. Etot grandioznyi fenomen yavlyaetsya odnoi iz central'nyh osobennostei massivnyh dvoinyh, zvezdnye vetry kotoryh stalkivayutsya na sverhzvukovoi skorosti. Na fronte stolknoveniya voznikaet ogromnaya oblast' vysokotemperaturnoi plazmy (poryadka 100 mln. gradusov), kotoraya izluchaet glavnym obrazom v rentgene. Eto izluchenie mozhet, v chastnosti, koe-chto rasskazat' o svoistve stalkivayushihsya vetrov (naprimer, o ih skorosti, tempe poteri massy komponentami i t.d.).

Ris. 13. Risunok brazil'skogo hudozhnika Andre V'ery. Izobrazhena kul'minaciya bitvy zvezdnyh vetrov v sisteme Ety Kilya. Na risunke dopushena netochnost': tyazhelaya LBV-zvezda (sleva) oshibochno pomeshena na bolee protyazhennuyu orbitu. V ostal'nom - vse ochen' realistichno.

Schitaetsya, chto massa kompan'ona mozhet dostigat' 30 Ms. V etom sluchae massa glavnoi zvezdy v sisteme mozhet byt' snizhena do 90 Ms. Kompan'on mozhet byt' sushestvenno goryachee (~45000° protiv ~15000° u glavnoi zvezdy) i obladat' bolee razrezhennym, no ochen' bystrym zvezdnym vetrom (~3000 km/s protiv ~600 km/s dlya ochen' plotnogo zvezdnogo vetra LBV zvezdy). Iz-za ogromnoi raznicy v svetimosti, astronomy poka ne nashli uverennyh priznakov kompan'ona v spektre Ety Kilya, no nekotorye iz nih polagayut, chto chast' linii vysokogo urovnya vozbuzhdeniya ([Ne III, Ar III] i t.p.) vpolne mogut byt' ego vkladom.

V to vremya kak sam fakt 5,5-letnei periodichnosti pochti nikem ne osparivaetsya (teper' eto prosto nablyudatel'nyi fakt), gipoteza o dvoistvennosti vyzyvaet mnogo sporov. Orbital'nye i sobstvennye parametry komponentov ochen' neopredelenny, i ne vse nablyudeniya soglasuyutsya s etoi gipotezoi. Poetomu veroyatnost' togo, chto nablyudaemaya peremennost' Ety Kilya mozhet vyzyvat'sya odinochnoi ochen' nestabil'noi zvezdoi, po-prezhnemu vysoka. Kakovy plyusy i minusy oboih gipotez?

Odna ili dve?

Schitaetsya, chto emissionnye linii vysokogo urovnya vozbuzhdeniya v spektre zvezdy, a takzhe radioizluchenie v polose 3 sm voznikayut v gaze, raspolozhennom v ekvatorial'noi ploskosti otnositel'no central'nogo ob'ekta. V oboih scenariyah - i odinochnoi, i dvoinoi zvezdy - ih nablyudaemaya periodichnost' ob'yasnyaetsya peremennost'yu ioniziruyushego zhestkogo ul'trafioletovogo izlucheniya, probivayushegosya v etom napravlenii.

V modeli odinochnoi zvezdy schitaetsya, chto sobstvennoe UF izluchenie zvezdy menyaetsya v processe kolebanii ee razmera i temperatury. V modeli dvoinoi izmenenie potoka v UF svyazyvayut s izlucheniem bolee goryachego kompan'ona, kotoroe pri ego sblizhenii s glavnoi zvezdoi i pogruzhenii v ee plotnyh zvezdnyi veter mozhet ionizirovat' lish' kroshechnyi ob'em vokrug nego, togda kak v apoastre - sushestvenno bol'shii.

Teper' o svetimosti v rentgene. V modeli dvoinoi krivaya rentgenovskoi svetimosti ob'yasnyaetsya tak: esli kompan'on nahoditsya na ochen' vytyanutoi orbite, to bol'shuyu chast' vremeni obe zvezdy provodyat na sravnitel'no bol'shom (i grubo govorya postoyannom) rasstoyanii drug ot druga. Etot fakt nahodit otrazhenie v pochti postoyannoi rentgenovskoi svetimosti zony stolknoveniya ih vetrov mezhdu "sobytiyami". Po mere sblizheniya zvezd, teoriya predskazyvaet usilenie potoka rentgenovskogo izlucheniya. Krutoi minimum, kotoryi my vidim na grafike rentgenovskoi svetimosti srazu posle maksimuma (ris. 11), dolzhen voznikat' v tom sluchae, esli sistema vidna s Zemli tak, chto oblast' vzaimodeistviya vetrov pryachetsya za pelenu plotnogo zvezdnogo vetra LBV-zvezdy kak raz okolo momenta maksimal'nogo sblizheniya zvezd (prohozhdeniya periastra). Cherez nekotoroe vremya posle etogo kompan'on snova vyidet iz-za zavesy, sil'noe pogloshenie ischeznet i rentgenovskii potok dolzhen vernut'sya k obychnomu spokoinomu urovnyu.

Eto horoshee kachestvennoe ob'yasnenie krivoi bleska v rentgene. Kolichestvennoe modelirovanie poka ostaetsya ne udovletvoritel'nym. Odna iz voznikayushih trudnostei ochevidna uzhe pri vzglyade na grafik: rech' idet ob asimmetriya minimuma. No astronomy nadeyutsya na poyavlenie bolee sovershennyh modelei.

V pol'zu scenariya dvoinoi govorit i tot fakt, chto orientaciya orbity kompan'ona, poluchayushayasya chisto po rentgenovskim nablyudeniyam, horosho soglasuetsya s orientaciei, poluchaemoi na osnovanii spektral'nyh dannyh. Krome togo, rentgenovskii spektr deistvitel'no pohozh na izluchenie, kotoroe ozhidaetsya pri stolknovenii zvezdnyh vetrov.

Ostavim na vremya scenarii dvoinoi v storone. Horosho izvestno, chto massivnye odinochnye zvezdy i sami chasto proyavlyayut sebya kak rentgenovskie istochniki. Astronomy polagayut, chto ih korotkovolnovoe izluchenie voznikaet v udarnyh volnah, porozhdaemyh nestabil'nostyami zvezdnogo vetra. Odnako rentgenovskoe izluchenie Ety Kilya odnovremenno i zhestche i moshnee, chem u tipichnyh odinochnyh massivnyh zvezd, chto vyzyvaet bol'shie trudnosti ego interpretacii v ramkah etoi gipotezy. Dlya ob'yasneniya bol'shei rentgenovskoi svetimosti i temperatury v udarnyh processah privlekayutsya, pravda, i drugie processy. K primeru, odna iz gipotez predpolagaet, chto rentgenovskoe izluchenie takogo haraktera voznikaet v nestabil'nom granichnom sloe mezhdu bystrym polyarnym vetrom i medlennym ekvatorial'nym. Variacii izlucheniya v nei ob'yasnyayutsya krupnomasshtabnymi perestroikami v strukture vetra.

V celom, hot' scenarii odinochnoi zvezdy i ne isklyuchaetsya, on tem ne menee stalkivaetsya so znachitel'no bol'shimi trudnostyami pri ob'yasnenii nablyudaemoi krivoi rentgenovskoi svetimosti.

Ob'yasnenie kvaziperiodicheskih vspyshek, nakladyvayushihsya na krivuyu rentgenovskoi svetimosti, v oboih modelyah shozhe: ono predpolagaet, chto v vetre LBV zvezdy voznikayut rasshiryayushiesya obolochki povyshennoi plotnosti. V modeli odinochnoi zvezdy predpolagaetsya, chto oni sami i yavlyayutsya istochnikom rentgenovskih vspleskov. A vot v nekotoryh modelyah s kompan'onom usilenie rentgenovskoi svetimosti, kak legko dogadat'sya, nachinaetsya v tot moment, kogda vozmushenie plotnosti dostigaet zony stolknoveniya vetrov. Teoreticheski eti situacii mozhno razlichit': v poslednem sluchae posle prohozhdeniya kompan'onom periastra intervaly mezhdu vspyshkami iz-za dopler-effekta dolzhny sistematicheski udlinyat'sya, togda kak v scenarii odinochnoi zvezdy period dolzhen ostavat'sya bolee-menee postoyannym v srednem za ves' 5,5-letnii period. K sozhaleniyu, interpretaciya imeyushihsya na segodnya dannyh poka zatrudnitel'na.

Vozmozhny i al'ternativnye varianty ob'yasneniya prirody kvaziperiodicheskih vspyshek. Oni, k primeru, mogut voznikat' voobshe v zvezdnom vetre kompan'ona ili v rezul'tate sluchainyh processov. Nuzhno ponimat', chto otsutstvie dopler-effekta eshe ne yavlyayutsya svidetel'stvom protiv scenariya dvoinoi, ibo vspyshechnye processy mogut proishodit' zadolgo do togo, kak oblast' vozmusheniya plotnosti dostignet zony stolknoveniya vetrov. (A vot nalichie dopler-effekta, konechno zhe, budet pochti neosporimym dovodom v pol'zu dvoistvennosti - prim. perev.)

V zaklyuchenii mozhno skazat', chto imeyushiesya na segodnyashnii den' argumenty v pol'zu nalichiya kompan'ona vyglyadyat bolee ubeditel'no, no oni, bezuslovno, ne okonchatel'ny.

Izmerenie tempa poteri massy

Ot resheniya problemy dvoistvennosti Ety Kilya zavisyat lyubye popytki opredelit' temp poteri ee massy cherez zvezdnyi veter. Tak kak v evolyucii massivnyh zvezd etot parametr kraine vazhen, korrektnye ocenki dlya Ety Kilya mogut dat' unikal'nuyu kalibrovochnuyu tochku v verhnei chasti diagrammy cvet-svetimost'.

Analiz nablyudenii v radio i millimetrovom diapazone ogranichivaet diapazon vozmozhnyh znachenii: dM/dt ~ 10^-3,5-10^-2,6 Ms v god. Nesmotrya na to, chto eta ocenka baziruetsya na modeli odinochnoi zvezdy, popravka v sluchae nalichiya kompan'ona okazhetsya ne ochen' bol'shoi. Sama po sebe eta cifra po obychnym zvezdnym merkam chudovishna - za odin den' s poverhnosti zvezdy isparyaetsya celaya Zemlya! (Vse poznaetsya v sravnenii: eta zhe cifra smeshna po otnosheniyu k tempu poteri massy vo vremya Velikoi vspyshki.)

Predlozhen i drugoi metod: intensivnost' zvezdnogo vetra mozhno ocenit', esli sravnit' v shirokom diapazone - ot infrakrasnyh luchei do ul'trafioleta - silu nablyudaemyh emissionnyh i absorbcionnyh osobennostei spektra s teoreticheskimi potokam v nih, kotorye poluchayutsya v modeli atmosfery giganta i ego vetra. Nedavnii analiz poluchennyh na "Habble" spektrov v ramkah etogo metoda dal rezul'tat 10^-3 Ms v god, kotoryi prekrasno soglasuetsya s pervoi ocenkoi. Pravda, nado priznat', chto v central'noi chasti ispol'zuemogo spektral'nogo diapazona kachestvo podgonki bylo neudovletvoritel'nym.

Dva drugih metoda opredeleniya tempa poteri massy opirayutsya isklyuchitel'no na model' s kompan'onom. V pervom iz nih rentgenovskaya krivaya bleska sravnivalas' s teoreticheskoi krivoi moshnosti rentgenovskogo izlucheniya v oblasti stolknoveniya vetrov. V drugom - sravnivalis' rentgenovskie spektry: nablyudaemyi spektr vysokogo razresheniya i teoreticheskii, vychislyaemyi v gidrodinamicheskih modelyah stalkivayushihsya vetrov (ris. 5). Oba metoda dali velichinu ~2,5 h 10^-4 Ms v god dlya glavnoi LBV-zvezdy na bol'shei chasti orbity (poka ne yasno, proishodit li vo vremya sblizheniya uvelichenie tempa poteri massy). Eta velichina v chetyre raza men'she toi, kotoraya poluchena bez privlecheniya gipotezy o kompan'one. I hotya poslednyaya eshe trebuet resheniya problemy s podgonkoi dannyh "Habbla", vse zhe ocenka v modelyah s kompan'onom slishkom mala, chtoby uberech' tumannost' Gomunkulus ot polnoi ionizacii. Oba metoda, opirayushiesya na etu model', podrazumevayut takzhe, chto zvezda-kompan'on i sama po sebe dolzhna imet' isklyuchitel'no moshnyi zvezdnyi veter, ravno kak i svetimost', dostatochnuyu dlya obnaruzheniya ee priznakov v opticheskom spektre.

Ochevidno, poka my eshe ne mozhem utochnit' temp poteri massy s tochnost'yu vyshe mnozhitelya 3 v obe storony ot srednego znacheniya 10^-3 Ms v god (Svoyu ocenku privodit i Roi van Bekel': 1,6 h 10^-3 Ms v god, v predpolozhenii o sfericheski simmetrichnom vetre - prim. perev.). Eto slishkom bol'shaya neopredelennost' dlya evolyucii gigantov v LBV faze: ot nee zavisit dolya massy, teryaemoi nestabil'noi zvezdoi v spokoinom sostoyanii (vne bol'shih izverzhenii). Ot nee takzhe zavisit stepen' vzaimodeistviya zvezdy so svoim okruzheniem. Uchityvaya vazhnost' Ety Kilya, kak unikal'noi astrofizicheskoi laboratorii, utochnenie intensivnosti ee zvezdnogo vetra - kraeugol'nyi vopros dlya ponimaniya evolyucii zvezd-gigantov voobshe.

Itog

Izuchenie central'nogo ob'ekta, hot' i medlenno, no uverenno prodvigaetsya vpered. Vysokoe razreshenie Habbla pozvolilo astronomam proniknut' gorazdo glubzhe v yadro tumannosti i vpervye poluchit' spektr central'noi zvezdy (zvezd), pochti ne iskazhennyi vkladom tumannosti. Rentgenovskie nablyudeniya okazalis' ochen' vazhny dlya opredeleniya fundamental'nyh processov, proishodyashih v samom serdce Ety Kilya. Oni obnaruzhili takie detali, po kotorym v principe mogut byt' provereny konkuriruyushie modeli, i pomogli interpretirovat' dannye, poluchennye v drugih diapazonah.

Po-vidimomu, segodnya my stoim na poroge razresheniya problemy dvoistvennosti Ety Kilya. Ne isklyucheno, chto v konechnom schete oba lagerya okazhutsya do opredelennoi stepeni pravy i nablyudeniya budut nailuchshim obrazom ob'yasneny imenno kombinaciei predel'no nestabil'noi LBV zvezdy s nahodyashemsya na ee orbite pochti stol' zhe neobychnym kompan'on.

perevod s sokrasheniyami, dopolneniyami i utochneniyami:
A.I.D'yachenko, obozrevatel' zhurnala "Zvezdochet"