Синхротронное излучение Ц здесь тоже наши советские астрофизики мног
о сделали, тот же самый В.Л.Гинзбург, а также уникальный астрофизик Шкловс
кий Иосиф Самуилович. Синхротронное излучение было ими предсказано, точ
нее, было предсказано, что оно должно быть очень распространенным в косм
осе. И струи микроквазаров Ц в среднем, а может и у всех, Ц излучают за сче
т синхротронного излучения выброшенных релятивистских электронов, поз
итронов Ц лептонов. Примерно так это выглядит. Как выясняется, во всех ми
кроквазарах, а также в уникальном микроквазаре SS433, к которому мы скоро пер
еходим, тоже перед вспышкой происходит ослабление рентгеновского излу
чения, то есть как-то выбрасывается вещество из внутренних частей аккре
ционного диска.
Эта последняя картинка тоже про микроквазары, их наблюдал Роберт Джеллм
инг. Роберт Джоуминг Ц уже покойный, был прекрасный американский астроф
изик. На левой картинке показан взрыв в микроквазаре V4641, это звезда Горанс
кого. Наш астроном, Виталий Горанский, ее открыл. Объект взорвался, через н
есколько часов выброшенная струя Ц мы видим ее как вытянутую структуру
Ц пролетела три орбиты Плутона со скоростью около скорости света. И еще
через полчаса уже видно, как начинает слабеть ядро, то есть релятивистск
ие электроны высвечивают свою энергию, и на следующей день почти все уже
ослабло. Это струи микроквазаров.
В.С. Это явление связано как раз со сверхкритической аккрецие
й. Дело в том, что если слишком много вещества падает на черную дыру и слиш
ком много энергии вырабатывается, возникает такой эффект, что сила давле
ния излучения на вещество начинает превосходить силу притяжения. Обычн
о вещество Ц это водород, протон и электрон. Протон притягивается к черн
ой дыре, а на электрон действует сила давления света, и они борются друг с
другом, кто сильнее. И есть некий критический темп выработки энергии, а зд
есь он определяется темпом падения вещества, темпом аккреции, при которо
м сила давления света начинает превышать силу притяжения на протон, и из
быточное вещество начинает просто выбрасываться. И при этом осуществля
ется самый высокий и эффективный темп энерговыделения. Скорее всего, это
т микроквазар, эта вспышка и была именно сверхкритической. Наши астрофиз
ики…
С.Ф. Ревнивцев, Гильфанов и Сюняев.
В.С. …Установили, что это сверхкритический режим.
С.Ф. Это называется «сверхкритический транзиент».
А.Г. А можно предсказать следующую вспышку, связанную со сверх
критическим транзиентом?
В.С. К сожалению, мы не знаем механизмов, которые запускают эту
вспышку в этих микроквазарах, но сейчас активно идет работа в этом напра
влении.
С.Ф. Предсказывают, но неудачно.
А.Г. То есть, пока наблюдательные данные не говорят о том, что эт
о явление может повторяться с определенной периодичностью?
В.С. Есть часть транзиентов, в которых черная дыра находится на
вытянутой элиптической орбите …
А.Г. Проходя, она забирает новую порцию вещества…
В.С. Да, да, там легко можно предсказать, там периодически все по
вторяется.
С.Ф. Это идея сверхкритической аккреции, о которой Валера нача
л рассказывать. Надо сказать, что сначала была статья наших астрофизиков
Н.И.Шакуры и Р.А.Сюняева, это, конечно, гениальная статья, хоть и 1973-го года. На
чиная с этого момента, астрофизикам стало ясно, как рассматривать аккрец
ионные диски, стало понятно, как двигаться. Там у них был параграф «Сверхк
ритическая аккреция», и там они рассказали, что это примерно такое. Валер
а уже говорил: вещества поставляется (темп аккреции) очень много, а нормал
ьная звезда, как говорят, она как бы не знает о проблемах со сверхкритичес
кой аккерцией у звезды-соседки; она может выдать в десять раз больше, в ты
сячу раз больше, а потом вдруг замолчать. В этом плане трудно предсказать
вспышку. Если темп аккреции, то есть темп поступления газа в диск, станови
тся выше, чем критический, тогда диск раздувается, вспухает, возникает мо
щнейший ветер, и внутри этого ветра поглощается все рентгеновское излуч
ение. Такой объект может вспыхнуть даже в оптике.
В.С. В нашей галактике есть пример такого уникального объекта,
где идет сверхкритическая аккреция все время. Большой вклад как раз Серг
ей Фабрика внес в изучение этого объекта, это объект SS433.
С.Ф. Пока мы смотрим на галактику М33, это изображение получил Фи
л Массей, известный астрофизик из США.
В.С. В этой галактике некоторые, тот же Сергей Фабрика, пыталис
ь найти такие же объекты, как SS433.
С.Ф. На нашем шестиметровом телескопе мы с Ольгой Шолуховой за
тратили очень много времени и сил в поисках в галактике М33 подобного объе
кта, о котором мы сейчас будем говорить. Тоже «уникального», но второго. Бе
зрезультатно. Этот объект Ц SS433 Ц тоже черная дыра в двойной системе. Но в
отличие от всех микроквазаров, он показывает не транзиентные всплески, а
он постоянно и существенно сверхкритический. Там в тысячу или даже в дес
ять тысяч раз больше падает вещества (вещество поставляет вторая звезда
) в область черной дыры, чем нужно для того, чтобы диск стал сверхкритическ
им.
В.С. Все это избыточное вещество вытекает в виде ветра от диска
, мы, собственно, этот плотный ветер и видим у этого источника.
С.Ф. Почему другие галактики? Потому что все массивные и интере
сные звезды, которые потом дают черные дыры, все находятся в плоскости на
шей Галактики, и мы находимся в плоскости Галактики. Галактическая пыль
и газ тоже находятся в плоскости и заслоняют нам самое интересное. Нужны
другие галактики, причем, удачно к нам развернутые.
А вот красавица М33, это близкая галактика в созвездии Треугольника, она ор
иентирована к нам почти плашмя, так что там мы можем все видеть и изучать в
се объекты в этой галактике.
А.Г. Но такого объекта вы там не нашли?
С.Ф. Мы не нашли… Но мы затратили довольно много времени, и мы по
том даже переформулировали нашу программу на поиск наиболее массивных
звезд.
А.Г. Давайте перейдем к тому объекту, который вы наблюдали.
С.Ф. Да, на следующей картинке он должен быть. Это картинка сдел
ана Золтом Параги из Двингелоу, Голландия. Здесь тройной монтаж, сверху
Ц это туманность огромных размеров.
В.С. Это все в радиодиапазоне.
С.Ф. Да, по обе стороны от центра (где находится объект) Ц по 50 пар
сек, то есть струи со скоростью четверть скорости света покрывают это ра
сстояние примерно за тысячу лет. В этом объекте постоянно выбрасываются
струи, и скорость струй постоянная, примерно четверть скорости света. Вс
я эта туманность представляет собой поджатый струями межзвездный газ. С
права где-то там проходит почти вертикально плоскость Галактики, в плос
кости Галактики больше межзвездного газа. Одна струя в нее упирается, по
этому сама струя такая коротенькая. А слева струя более протяженная, рас
ширенная. Примерно за десять тысяч лет своей жизни «в качестве микрокваз
ара» этот микроквазар произвел такое воздействие на межзвездную среду.
При лучшем разрешении, в центре, показана картинка, как эти струи распрос
траняются. Они мало того что выбрасываются с такой чудовищной скоростью
, они еще и процессируют с периодом 160 дней. И мы можем наблюдать две противо
положные струи под разными углами, изучать релятивистские эффекты и эфф
екты взаимодействия струй с веществом. Это потрясающая лаборатория, SS433. Н
а картинке видны изгибы струй. Это прецессионное движение Ц поворот оси
струй в пространстве. А внизу, к сожалению, качество не очень хорошее, это
с рекордным разрешением или почти с рекордным разрешением показан сам ц
ентр. Это все получено методами радиоастрономии со сверхдлинными базам
и.
В.С. Вся Земля Ц как один радиотелескоп.
С.Ф. Да. Но, в данном случае это «European VLBI Network». Только европейские ради
отелескопы участвовали. И тут уже с огромным разрешением до одной миллис
екунды дуги виден центр. Те же самые струи выбрасываются, летят с огромно
й скоростью. Здесь даже заметно еще и вертикальное, перпендикулярное стр
уям истечение. Оно было предсказано, это «экваториальный ветер» Ц газ, к
оторый теряет двойная система в плоскости аккреционого диска.
А.Г. А каковы расстояния до объекта?
С.Ф. Пять килопарсек. Это единственный объект (он не единственн
ый, он единственный, где так красиво и точно), где мы можем измерить эффект
ы замедления времени. Излучатель летит со скоростью около скорости свет
а, в нем замедляется время с точки зрения земного наблюдателя. И, наблюдая
его спектроскопически, мы этот эффект видим просто по красному смещению
линий, и поэтому мы можем точно узнать скорость. 79 тысяч километров в секу
нду, четверть скорости света! А поскольку мы еще видим в радиодиапазоне, к
ак эта штука расширяется, мы можем связать угловую меру и линейную и найт
и расстояние. Это, наверное, единственный объект вообще в природе, где мож
но с огромной точностью для астрономии Ц 5% Ц вычислить расстояние.
В.С. Оболочки новых расширяющихся звезд тоже позволяют это.
С.Ф. В общем-то, да, световое эхо.
В.С. Не обязательно эхо. Там просто видна сама оболочка, ее расш
ирение, и по эффекту Доплера измеряется скорость, получается то же самое.

С.Ф. На следующей картинке изображение SS433 с японского рентгено
вского спутника «ASCA». Таро Катани сделал глубокую-глубокую фотографию. С
ейчас, конечно, летают спутники с более высоким угловым разрешением, но з
ато «ASCA» была достаточно чувствительна. В центре Ц сам объект, а справа-сл
ева видно, как распространяются эти струи в рентгеновском диапазоне.
В.С. Надо сказать, тут тот же масштаб, что и на самой верхней карт
инке в радиодиапазоне, то есть это те же 100 парсек.
А.Г. То есть, это вся туманность.
С.Ф. Да. Этот микроквазар произвел такое воздействие на межзве
здный газ. На самом деле струи процессируют. И угол процессии ± 20 градусов,
а мы видим здесь струи более узкими. Это из-за того, что газ движется с реля
тивистской скоростью как бы по образующей конуса процессии, расширяетс
я, и к центру, к оси конуса идут ударные волны, там вещество схлопывается. П
олучается симметрия совершенно другая. В центре наиболее высокая темпе
ратура. На следующей картинке, вероятно, будет модель системы SS433. Чтобы ее
долго не объяснять Ц это двойная звезда. Модель получена по наблюдениям
на 6-метровом телескопе. Эта картинка научная, в отличие от предыдущих кр
асочных.
В.С. Вот двойная звезда показана кругом.
С.Ф. Да. Тут была идея показать только то, что мы наблюдаем. Самое
интересное, это не поток (stream), что сбоку показан, Ц горячий поток газа тече
т и упирается в аккреционный диск. Самое интересное Ц центральная машин
а, сама черная дыра, окутанная газом. Мы наблюдаем в SS433 очень мощный ветер, т
олько ветер и больше ничего. Из сверхкритического аккреционного диска д
ует очень сильный ветер, который закрывает собой и диск, и черную дыру. Акк
реционный диск (темный на рисунке) на самом деле не наблюдается, но не нари
совать его было нельзя. По центру мы видим рентгеновские горячие струи. С
труи в ветре делают каналы, и через эти каналы выходит релятивистский га
з, там формируются струи. В рентгеновском диапазоне, на рентгеновских сп
утниках мы, собственно, наблюдаем этот остывающий и выходящий рентгенов
ский газ. А окружен он относительно более холодным коконом, который излу
чает в горячих линиях гелия-2 уже в оптическом диапазоне.
Дальше должна быть, вероятно, картинка с моделью этих струй. Тоже самое, но
сбоку: звезда оптическая (или донор), черный квадрат Ц область радиусом с
то на сто радиусов Шварцильда, куда, конечно, не заглянешь. Но уже сейчас н
а машинах с миллиардами операций в секунду возможно моделирование этой
области. И эти самые современные модели показывают, что непосредственно
около черной дыры в центре сверхкритического аккреционного диска долж
ен сразу формироваться канал, градусов 30-40, довольно широкий. Канал перпун
дикулярен диску, в этом канале выходит газ струи. А потом, выше, канал обжи
мает релятивистский поток и схлопывает его в струю.
Здесь показана точками область рентгеновского излучения, ее окружает к
окон газа, он излучает в оптике и УФ. Пунктиром показана сама струя газа, у
же на больших расстояниях, где мы ее наблюдаем на оптических телескопах.
Уникален объект тем, что в оптике, на обычном спектре мы видим эти струи. З
десь нужно сказать об интересном моменте. Когда-то очень много обсуждал
ись внеземные цивилизации Ц «возможно-невозможно» (тема, конечно, важн
ая). Была даже такая неинтересная, конечно, идея, что внеземные цивилизаци
и, мол, должны так себя проявить, что создать объект, который невозможен в
принципе. Объект, который летит и к нам, и от нас одновременно. Когда астро
физики открыли SS433, они увидели, что часть объекта летит в одну сторону (по с
пектру, по эффекту Допплера, линии от двух струй смещаются в разные сторо
ны), а часть Ц в другую. Это приближающаяся и удаляющаяся струи. На картин
ке, дальше в больших масштабах уже показана туманность, которую мы обсуд
или выше.
В.С. Понятно, что их две, в разные стороны.
С.Ф. Да, конечно, это схема. В SS433 две противоположно направленные
струи. Точки Ц это рентгеновское излучение, а червячки Ц это радиоизлу
чение. Там уже происходит диссипация кинетической энергии струй и удар п
о межзвездной среде.
А.Г. Тот график, что мы видели до этого Ц вспышка рентгеновска
я, потом ослабление рентгеновского излучения и появление рассеянного р
ентгеновского излучения. Все здесь, собственно, есть.
В.С. Только здесь постоянно во времени.
С.Ф. Дальше мы по плану должны показать сам внутренний канал, о
бласти, близкие к черной дыре. Если в классических микроквазарах мы види
м область ускорения струй, как говорят, голую черную дыру и аккреционный
диск вокруг нее, то здесь все покрыто истекающей оболочкой (ветром).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29