Astronet > Ob'ekt SS 433

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Na saite

Astrometriya

Astronomicheskie instrumenty

Astronomicheskoe obrazovanie

Astrofizika

Istoriya astronomii

Kosmonavtika, issledovanie kosmosa

Lyubitel'skaya astronomiya

Planety i Solnechnaya sistema

Solnce

Ob'ekt SS 433

poluchil svoe nazvanie po poryadkovomu nomeru v kataloge Sand'yulika i Stivensona (Sanduleak N., Stephenson S. V.; SShA), soderzhashemu zvezdy s sil'noi emissionnoi liniei N $_\alpha$ . V "Obshem kataloge peremennyh zvezd" on oboznachen kak V 1343 Orla. Eto slabyi galaktich. zvezdoobraznyi ob'ekt, ispytyvayushii sil'noe pokrasnenie za schet mezhzvezdnogo poglosheniya sveta; ego vizual'naya zvezdnaya velichina menyaetsya pribl. ot 13 do 15^m. SS 433 yavl. takzhe istochnikom radio i rentg. izlucheniya. Rasstoyanie do SS 433 $\approx$ 5 kpk, on raspolozhen v centre pekulyarnogo ostatka vspyshki sverhnovoi, t.n. pleriona W 50 s vozrastom. 10⁴-10⁵ let.

Unikal'noi osobennost'yu etogo ob'ekta yavl. nalichie v ego spektre treh sistem sil'nyh emissionnyh linii vodoroda i neitral'nogo geliya (ris. 1). Dliny voln t.n. stacionarnyh linii blizki k ih laboratornym znacheniyam. Dve dr. sistemy linii peremeshayutsya po spektru s periodom 164 sut, prichem smesheniya ( $\Delta\lambda=\lambda-\lambda_0$ , gde $\lambda,\; \lambda_0$ - sootvetstvenno nablyudaemaya i laboratornaya dliny voln spektr. linii) dostigayut gromadnoi velichiny, ~1000 $\AA$ (ris. 2), sootvetstvuyushie luchevye skorosti (sm. Doplera effekt) menyayutsya ot $+5\cdot 10^4$ do $-3\cdot 10^4$ km/s. Centr simmetrii smesheniya podvizhnyh emissionnyh linii sdvinut otnositel'no stacionarnyh linii v krasnuyu chast' spektra priblizitel'no na dvesti angstrem.

Ris. 1. Opticheskii spektr SS 433. Znakami plyus i minus
pomecheny podvizhnye emissionnye linii N $_\alpha$ , N $_\beta$ ,
N $_\gamma$ , Hel. Kruzhkami otmecheny linii, obrazuyushiesya
pri pogloshenii izlucheniya v zemnoi atmosfere.

Eta kartina sovmestima s predstavleniem o tom, chto podvizhnye emissionnye linii voznikayut v dvuh protivopolozhno napravlennyh kollimirovan-nyh (ugol rashodimosti men'she 6^o) vybrosah sravnitel'no holodnogo (temp-ra ~ 10⁴ K) gaza, dvizhushegosya so skorost'yu $\approx 8\cdot 10^4$ km/s (0,27 s!). Koncentraciya atomov v vybrosah ~10¹¹ sm^-3, razmery vybrosov, vidimyh v optich. diapazone, ~ 10¹²-10¹⁵ sm. Oba vybrosa precessiruyut s periodom 164 sut, prichem ugol mezhdu napravleniem vybrosov i os'yu precessii sostavlyaet 20^o, a ugol mezhdu luchom zreniya i os'yu precessii blizok k 79^o (ris. 3). Postoyannoe krasnoe smeshenie centra simmetrii podvizhnyh emissionnyh linii svyazano s poperechnym effektom Doplera i otrazhaet relyativistskii effekt zamedleniya hoda vremeni v gazovyh vybrosah s tochki zreniya zemnogo nablyudatelya.

Ris. 2. Izmenenie polozhenii $\left({\lambda-\lambda_0\over{\lambda_0}} \right)$ podvizhnyh emissionnyh linii
v spektre SS 433 s fazoi 164-sutochnogo perioda.

Profili podvizhnyh emissionnyh linii peremenny, imeyut mnogokomponentnuyu strukturu. Eto svidetel'stvuet o tom, chto veshestvo v relyativistskih gazovyh struyah vybrasyvaetsya v vide otdel'nyh sgustkov. Otsutstvie sushestvennoi polyarizacii lineichatogo izlucheniya (posle ucheta polyarizacii, svyazannoi s sil'nym mezhzvezdnym poglosheniem) isklyuchaet kogerentnye (napr., lazernye) mehanizmy formirovaniya podvizhnyh emissionnyh linii.

Ris. 3. Kinematicheskaya model' SS 433.

Stacionarnye emissionnye linii takzhe imeyut peremennye vo vremeni profili i intensivnosti. V chastnosti, v momenty maks. razdvizheniya podvizhnyh emissionnyh linii (momenty T₃) profil' stacionarnoi linii N $_\alpha$ odnokomponentnyi i imeet shirinu, sootvetstvuyushuyu razbrosu skorostei ~1000 km/s, a v momenty sovpadeniya podvizhnyh linii T₁ i T₂) etot profil' mnogokomponentnyi i imeet vtroe bol'shuyu shirinu. Intensivnost' stacionarnoi linii N $_\alpha$ korreliruet s fazoi $\psi$ precessionnogo 164-sutochnogo perioda. Inogda nablyudayutsya vspyshki optich. izlucheniya s amplitudoi do 0,5^m i harakternym vremenem ot nesk. chasov do nesk. sutok. Eti vspyshki soprovozhdayutsya rezkim uvelicheniem shiriny i intensivnosti stacionarnoi linii N $_\alpha$ (do treh raz). Po-vidimomu, optich. vspyshki SS 433 korreliruyut s radiovspyshkami etogo ob'ekta, prichem radiovspyshki zapazdyvayut otnositel'no opticheskih v srednem na 1 sut.

Nalichie moshnogo stacionarnogo emissionnogo lineichatogo spektra, a takzhe dannye nablyudenii v IK-diapazone svidetel'stvuyut o tom, chto v SS 433 pomimo kollimirovannyh relyativistskih vybrosov imeetsya takzhe kvazisferich. istechenie veshestva so skorost'yu $\approx$ 2000 km/s i ogromnym tempom poteri massy, $\sim 10^{-4} {\mathfrak M}_\odot$ v god.

Uzkie emissionnye piki stacionarnyh linii N $_\alpha$ , N $_\beta$ i stacionarnaya liniya ionizovannogo geliya Hell s $$\lambda=4686$ \AA$ ispytyvayut doplerovskie sdvigi s periodom 13,08^d; dlya N $_\alpha$ , N $_\beta$ poluamplituda $\approx$ 70 km/s, dlya Hell (4686 $\AA$ ) $\approx$ 195 km/s. S etim zhe periodom menyaetsya i blesk SS 433, prichem v momenty, blizkie k momentam T₃, krivaya bleska obnaruzhivaet chetko vyrazhennye minimumy glubinoi do 0,7^m, svyazannye s zatmeniyami. Sootnoshenie faz krivyh bleska i luchevyh skorostei dokazyvaet, chto SS 433 yavl. zatmennoi dvoinoi sistemoi, sostoyashei iz normal'noi zvezdy i akkrecionnogo diska, prichem v moment glavnogo minimuma nablyudaetsya zatmenie normal'noi zvezdoi opticheski yarkogo akkrecionnogo diska, okruzhayushego kompaktnyi ob'ekt. Vnezatmennyi blesk sistemy, forma krivoi bleska i glubiny minimumov, svyazannyh s zatmeniyami, menyayutsya s fazoi 164-sutochnogo perioda tak, chto maksimum vnezatmennogo bleska nablyudaetsya v momenty T₃. Svodnaya krivaya regulyarnyh izmenenii bleska SS 433 i krivye luchevyh skorostei, opredelennyh po podvizhnym emissionnym liniyam, privedeny na ris. 4.

Ris. 4. Svodnaya krivaya regulyarnyh izmenenii
bleska SS 433 (vverhu) i shematicheskie krivye
luchevyh skorostei, opredelennyh po podvizhnym
emissionnym liniyam (vnizu). Strelkami
otmecheny momenty glavnyh minimumov
orbital'noi 13-sutochnoi peremennosti. I -
intensivnost' opticheskogo izlucheniya sistemy,
I=1 sootvetstvuet 14^m.

Eti dannye neposredstvenno ukazyvayut na to, chto v sisteme SS 433 imeetsya opticheski yarkii akkrecionnyi disk, precessiruyushii s periodom 164 sutok, a relyativistskie gazovye vybrosy perpendikulyarny ploskosti diska. Peremennaya lineinaya polyarizaciya optich. izlucheniya SS 433 s amplitudoi $\approx$ 1% takzhe svidetel'stvuet o nalichii precessionnyh yavlenii, poskol'ku ona korreliruet s fazoi 164-sutochnogo perioda. Izmeneniya intensivnosti stacionarnoi emissionnoi linii N $_\alpha$ neposredstvenno ukazyvayut na to, chto moshnoe kvazisfericheskoe istechenie veshestva so skorostyami ~ 10³ km/s proishodit v osnovnom iz akkrecionnogo diska. Analiz fotometrich. dannyh takzhe privodit k zaklyucheniyu, chto akkrecionnyi disk imeet moshnuyu atmosferu iz ottekayushego veshestva i mozhet rassmatrivat'sya kak geometricheski tolstoe obrazovanie so szhatiem $\approx$ 1/3. Vsya dvoinaya sistema pogruzhena v obshuyu obolochku iz ottekayushego veshestva so sr. koncentraciei atomov ~ 10¹⁰-10¹¹ sm^-3 i razmerami ~ 10¹³ sm.

Ris. 5. Model' ob'ekta SS 433 kak massivnoi
dvoinoi sistemy s precessiruyushim opticheski
yarkim akkrecionnym diskom.

Detal'naya UVVRIHK-fotometriya (sm. Astrofotometriya) SS 433 v raznyh fazah orbital'nogo i precessionnogo periodov pokazyvaet, chto polnoe mezhzvezdnoe pogloshenie (A_V) dlya SS 433 sostavlyaet 7,4-8,3^m, normal'naya zvezda imeet cvetovuyu temperaturu $(1,3-4,3)\cdot 10^4$ K (razbros obuslovlen neopredelennost'yu velichiny A_V), radius 28-47 $R_\odot$ , temp-ra akkrecionnogo diska, po-vidimomu, bolee 50000 K, ego razmery $\approx 2\cdot 10^{12}$ sm, bolometrich. svetimost' dostigaet 10⁴⁰ erg/s.

Funkciya mass sistemy $f({\mathfrak M})={\mathfrak M}_1^3\sin^3 i/({\mathfrak M}_1+{\mathfrak M}_2)^2$ ( ${\mathfrak M}_1$ i ${\mathfrak M}_2$ - massy norm. zvezdy i kompaktnogo ob'ekta, i - naklonenie orbity, ravnoe 79^o, soglasno dannym nablyudenii vybrosov), opredelennaya po krivoi luchevyh skorostei dlya linii Hell 4686 $\AA$ , formiruyusheisya v goryachem akkrecionnom diske, ravna ~10 ${\mathfrak M}_\odot$ . Otsyuda sleduet, chto ${\mathfrak M}_1> 10 {\mathfrak M}_\odot$ . Rasstoyanie mezhdu komponentami sistemy ravno $4\cdot 10^{12}$ sm, orbita sistemy, po-vidimomu, blizka k krugovoi. Massa kompaktnogo ob'ekta poka izvestna lish' s bol'shoi neopredelennost'yu, chto ne pozvolyaet sdelat' okonchatel'nyi vybor mezhdu neitronnoi zvezdoi i chernoi dyroi. Kosvennye ocenki ${\mathfrak M}_2$ , osnovannye na analize krivyh zatmenii SS 433, dayut znachenie ${\mathfrak M}_2 > 5 {\mathfrak M}_\odot$ , chto yavl. argumentom v pol'zu nalichiya chernoi dyry v sisteme SS 433.

Mozhno schitat' tverdo ustanovlennym, chto SS 433 yavl. zatmennoi dvoinoi sistemoi (s periodom obrasheniya 13,08^d), sostoyashei iz massivnoi OV-zvezdy i kompaktnogo relyativistskogo ob'ekta, okruzhennogo opticheski yarkim akkrecionnym diskom, precessiruyushim s periodom 164 sut (ris. 5). Po svoim harakteristikam SS 433 predstavlyaet soboi massivnuyu rentgenovskuyu dvoinuyu sistemu (tipa Lebed' H-1 ili Kentavr H-3) na stadii evolyucii, kogda normal'naya zvezda, rasshirivshis' v processe svoei yadernoi evolyucii, zapolnila svoyu polost' Rosha i istekaet cherez vnutr. tochku Lagranzha s tempom $\dot{\mathfrak M}\approx 10^{-4} {\mathfrak M}_\odot$ v god. Stol' vysokii temp postupleniya veshestva v akkrecionnyi disk privodit k sverhkritich. rezhimu akkrecii, kogda svetimost' diska znachitel'no prevyshaet kriticheskuyu svetimost', a moshnoe rentg. izluchenie polnost'yu pererabatyvaetsya v opticheski tolstom diske v izluchenie optich. diapazona (rentg. izluchenie pogloshaetsya, nagrevaet veshestvo, k-roe v rezul'tate izluchaet v optich. diapazone). Kak sleduet iz teorii, vo vnutr. chastyah sverhkritich. akkrecionnogo diska pod deistviem davleniya izlucheniya dolzhno formirovat'sya moshnoe kvazisferich. istechenie veshestva, chto i nablyudaetsya u SS 433. Rentg. svetimost' SS 433 (tochechnogo istochnika) otnositel'no mala (~ 10³⁵ erg/s) i ne podverzhena zatmeniyam. Eto svidetel'stvuet o tom, chto, v otlichie ot klassich. rentg. dvoinyh sistem (sm. Rentgenovskie pul'sary, Rentgenovskaya astronomiya), v SS 433 rentg. izluchenie formiruetsya za predelami dvoinoi sistemy pri stolknovenii zvezdnogo vetra s mezhzvezdnoi sredoi. Ot klassich. rentg. dvoinyh sistem SS 433 otlichaetsya takzhe otsutstviem fluktuacii optich. i rentg. izlucheniya na vremennyh intervalah koroche 1 min. Otsutstvuyut takzhe regulyarnye pul'sacii optich. i rentg. izlucheniya.

Effekt vozdeistviya relyativistskih vybrosov na strukturu tumannosti W 50 obnaruzhen kak v radio-, tak i v rentg. diapazonah. Na rasstoyanii $\approx$ 50 pk ot SS 433 otkryta slabaya tonkovoloknistaya optich. tumannost', obrazovavshayasya iz mezhzvezdnogo veshestva, nagrebennogo vybrosami. Eto pozvolilo izmerit' potok kinetich. energii v vybrosah (10³⁹-10⁴⁰ erg/s). Sootvetstvuyushii temp poteri massy $\sim 10^{-6}-10^{-7} {\mathfrak M}_\odot$ v god, chto na 2-3 poryadka men'she poteri massy s poverhnosti sverhkritich. akkrecionnogo diska v vide zvezdnogo vetra. Radiointerferometrich. nablyudeniya obnaruzhivayut nalichie u SS 433 kompaktnogo radioistochnika vytyanutoi formy razmerom 10¹⁵-10¹⁷ sm. Nablyudayutsya izmeneniya radiostruktury blizhaishih okrestnostei SS 433, neposredstvenno otrazhayushie precessiyu relyativistskih gazovyh vybrosov. Nablyudeniya za uglovym udaleniem ot SS 433 otdel'nyh detalei etoi radiostruktury (v sovokupnosti s dannymi o skorostyah istecheniya veshestva) pozvolili dat' pryamuyu ocenku rasstoyaniya do SS 433, ono okazalos' ravnym $\approx$ 5,1 kpk.

Rentg. izobrazhenie tumannosti W 50 v diapazone energii 0,5-4 keV imeet vid dvuh protivopolozhno napravlennyh strui dlinoi do 50 pk, k-rye, skoree vsego, sformirovalis' pri vzaimodeistvii veshestva relyativistskih vybrosov s mezhzvezdnoi sredoi. V svyazi s interpretaciei nablyudat. dannyh ob SS 433 voznikayut sleduyushie voprosy. 1) Pochemu akkrecionnyi disk vokrug relyativistskogo ob'ekta precessiruet? 2) Yavlyaetsya li relyativistskii ob'ekt neitronnoi zvezdoi ili chernoi dyroi? 3) Kakov mehanizm kollimacii i stol' plavnogo uskoreniya holodnoi plazmy v vybrosah do relyativistskih skorostei?

Yasnyh otvetov na kazhdyi iz postavlennyh voprosov poka net, sushestvuet neskol'ko vozmozhnyh putei ih resheniya.

1) Precessiya akkrecionnogo diska mozhet byt' svyazana s vynuzhdennoi precessiei osi vrasheniya normal'noi zvezdy, k-raya orientirovana neperpendikulyarno ploskosti orbity v rezul'tate proizoshedshego v dvoinoi sisteme slaboasimmetrichnogo vzryva sverhnovoi. Izmenenie napravleniya osi vrasheniya normal'noi zvezdy privodit k izmeneniyu orientacii gazovyh potokov, formiruyushih akkrecionnyi disk ("plavayushii" disk, otslezhivayushii precessiyu normal'noi zvezdy). Rassmatrivalis' takzhe i dr. modeli precessiruyushego diska.

2) Dlya okonchatel'nogo resheniya voprosa o nalichii chernoi dyry ili neitronnoi zvezdy v sisteme SS 433 neobhodimy poisk linii poglosheniya normal'noi OV-zvezdy v spektre etogo ob'ekta i postroenie sootvetstvuyushei krivoi luchevyh skorostei. Spektral'nye nablyudeniya poka ne obnaruzhivayut sledov absorbcionnyh linii normal'noi zvezdy, k-rye mogut byt' zamyty emissionnymi komponentami i maskirovat'sya izlucheniem akkrecionnogo diska (ego vklad v summarnuyu optich. svetimost' sistemy dostigaet 60%).

3) Po-vidimomu, opredelyayushim faktorom v uskorenii i kollimacii veshestva v relyativistskih vybrosah yavl. sverhkritich. rezhim akkrecii i svyazannoe s nim davlenie izlucheniya, v chastnosti davlenie v rezonansnyh liniyah (hotya nel'zya polnost'yu isklyuchit' rol' dr. mehanizmov uskoreniya i kollimacii, takih, napr., kak aktivnost' molodogo pul'sara). Pozhalui, samym udivitel'nym svoistvom SS 433 yavl. to, chto v vide potoka kinetich. energii holodnogo gaza v relyativistskih vybrosah unositsya ~ 10³⁹-10⁴⁰ erg/s - stol'ko zhe, skol'ko v vide radiacii s poverhnosti diska. Buduchi massivnoi rentg. dvoinoi sistemoi na ochen' kratkovremennoi stadii evolyucii (~10⁴ let), SS 433 predstavlyaet soboi ves'ma redkoe yavlenie. V Galaktike dolzhny sushestvovat' lish' edinicy takih ob'ektov. Issledovaniya SS 433 imeyut principial'noe znachenie dlya ponimaniya prirody aktivnosti yader galaktik i kvazarov, gde takzhe nablyudayutsya kollimirovannye vybrosy gaza. Vozmozhno, chto v SS 433 v miniatyure protekayut te zhe processy, chto i v etih ob'ektah.

(A.M. Cherepashuk)

A. M. Cherepashuk, "Fizika Kosmosa", 1986
Glossarii Astronet.ru

A | B | V | G | D | Z | I | K | L | M | N | O | P | R | S | T | U | F | H | C | Ch | Sh | E | Ya

Publikacii s klyuchevymi slovami: SS433 Publikacii so slovami: SS433
Sm. takzhe: SS 433: dvoinaya zvezda – mikrokvazar Strui i sverhkriticheskii akkrecionnyi disk ob'ekta SS433 Dzhety ob'ekta SS433 Struktura sverhkriticheskogo akkrecionnogo diska Dzhety v istochnike SS433 Opredelena massa SS433 Sverhsvetovoi istochnik v Galaktike Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati