Энерг
етика объекта огромна, она существенно больше, чем энергетика или светим
ость самых ярких рентгеновских источников нашей Галактики, других черн
ых дыр, классических, типа Лебедь Х-1, Геркулес Х-1. Но все это закрыто истека
ющим ветром, здесь показан ветер. В канале распространяется быстрая плаз
ма, сам канал Ц это дыра в медленном ветре. А медленный ветер, это «всего-н
авсего» тысяча километров в секунду.
В.С. Он более плотный поэтому.
С.Ф. Да. Теперь о взаимодействии этой быстрой плазмы и медленно
го ветра. Стенки канала должны определенным образом жить, там возможны н
еустойчивости типа волн на море, когда дует ветер. Стенки канала Ц это ди
намическое образование: в плотном и медленном ветре существует канал, в
котором движется быстрый и разреженный ветер. На стенках канала появляю
тся волнообразные неоднородности, возникают очень мощные ударные волн
ы, которые движутся в центр, к оси, они же схлопываются в центре, и таким обр
азом формируется струя SS433. То есть механизм ускорения здесь гидродинамич
еский, за счет светового давления.
В.С. За счет светового давления, скорее, чем гидродинамическог
о. Гидродинамической является коллимация, то есть сужение этих струй, сх
лопывание.
С.Ф. Да, это точнее. Но теперь уже надо переходить к ультраярким
рентгеновским источникам.
В.С. Которые, возможно, связаны генетически с теми объектами, о
которых мы говорили.
С.Ф. На следующей картинке опять же SS433. Это наша работа. Мы с Тать
яной Ирсмамбетовой изучили 2000 наблюдений. Там, на самом деле, много работа
ешь, получаешь мало (в смысле результатов). Пришли к выводу, как выглядит с
ама центральная часть, область, окутывающая эти струи. Иногда этот объек
т впадает в активное состояние, а у него такое бывает. Это аккреционный ди
ск, справа Ц активные картинки, слева Ц пассивные. Сверху, он к нам накло
нен максимально в своей прецессии, а снизу так называемая ориентация «edge-on
», т.е. когда мы наблюдаем в плоскости диска. Там формируются колонны (коко
ны) очень горячего газа, которые в активном состоянии просто увеличивают
ся в размере. И они, в отличие от нас, наблюдателей, видят то, что там внутри,
в этом канале, и переизлучают внутреннее излучение. На основе примерно т
аких представлений было предсказано, что мы увидели бы, если смогли загл
януть в этот канал. Но мы, к счастью, не можем.
Почему к счастью? Потому что объект к нам развернут так, что мы наблюдаем з
атмения в двойной системе, мы его изучаем очень эффективно. А потом, это бы
ло бы очень ярко. Так вот, мы бы увидели рентгеновский источник чудовищно
й яркости, это эффект прожектора, потому что кванты света, распространяя
сь, все равно так или иначе выходят наверх по каналу. На самом деле лампочк
а в прожекторе не такая яркая, как кажется, когда на нас светят. То есть и в п
рожекторе, и в SS433 формируется коллимированное излучение. На этой идее был
о предсказано, что в других галактиках…
А.Г. Должны находить такие источники, то есть повернутые к нам,
собственно, этой исходящей…
С.Ф. Именно так. И таких объектов как SS433 в нашей Галактике, пример
но один. Да и расчеты показывают, что это очень короткая стадия Ц всего 10 т
ысяч лет. И в других галактиках, соответственно, на галактику по одному, од
ин Ц это значит, конечно, три, или два, или, может быть, ни одного в данный мо
мент, но когда мы наблюдаем много галактик, у нас есть шанс увидеть объект
ы, которые как раз, как говорится, «face-on» Ц развернуты плашмя.
А.Г. Во-первых, активны, во-вторых, смотрят на нас.
С.Ф. Совершенно так. Во-первых, там такой объект есть, во-вторых,
он определенным образом ориентирован. Это ультраяркие рентгеновские и
сточники, которые открыты Ц осознаны, точнее, Ц два года назад.
В.С. Впервые они были обнаружены, конечно, давно, в 89-м году еще. Т
ак сказать, описаны. Но осознаны 2-3 года назад, наверное.
С.Ф. На следующих картинках будет о них рассказ Ц об ультраярк
их рентгеновских источниках. Это фотография в рентгеновских лучах со сп
утника «POSAT» галактики М-31, знаменитой туманности Андромеды. Это галактика
нашей Местной Группы. Местная Группа галактик Ц это наша Галактика, М33, в
от та картинка, что до этого была, М31, плюс несколько десятков карликовых г
алактик. В рентгеновских лучах она выглядит, может, не так красиво, как в о
птике. Объектов типа ультраярких рентгеновских источников, здесь нет ни
одного. Один такой объект был бы ярче, чем вся эта галактика. Конечно, откр
ытие таких источников в других галактиках заинтересовало и заинтригов
ало.
В.С. Здесь есть яркое сгущение. Оно такое же, но находится где-то
на краю галактики. Это яркий источник.
А.Г. То есть, если мы в рентгеновском диапазоне видим у галакти
ки, по сути дела, два центра, то значит, это есть сверхяркие рентгеновские
источники.
С.Ф. На самом деле ультраяркие рентгеновские источники должн
ы появляться и в центрах галактик. Но там трудно доказать, что это не актив
ное ядро. Потому что некоторые активные ядра галактик Ц квазары, они же и
меют почти такую же светимость. Поэтому не помещалось в голове, чтобы как
ой-то микроквазар светил с такой чудовищной мощностью.
В.С. Просто есть малоактивные квазары, лайнеры так называемые,
у которых светимость как раз такая, 10 в 40-й, 10 в 42-й эргов в секунду.
С.Ф. Вот это уже наши результаты из галактики Holmberg-2, есть такой ул
ьтраяркий источник. Это карликовая галактика. А красным здесь показана т
олько небольшая область этой карликовой галактики. То есть сама галакти
ка раз в 20 больше, чем красная область, которая была сфотографирована в фи
льтре линии H-альфа, это линия водорода. Рядом же есть огромная, гигантска
я галактика М81, которая существенно больше карликовой галактики. Так вот,
эта штучка, которая в центре крестиком помечена, в рентгеновском диапазо
не излучает примерно столько же, сколько вся гигантская галактика М81. Све
тимость для астрономов раньше была невероятная. Мы можем назвать цифру 10
в 40-й степени эргов за секунду. Это примерно в 100 миллионов раз ярче, чем полн
ая светимость Солнца Ц только в рентгене.
Здесь на картинке результаты, которые мы получили, когда провели панорам
ную спектроскопию на так называемом мультизрачковом (MPFS) фиберном спектр
ографе, на 6-метровом телескопе БТА. Это прекрасный спектрограф, создател
ь его Виктор Афанасьев, и идея там замечательная: матрица из 15 на 15 микрообъ
ективов. Они ставятся в фокальную плоскость телескопа, и каждый микрообъ
ектов формирует изображение. Потом оптоволокном все изображения вывод
ят на ПЗС-детектор. Это так называемая 3D-спектроскопия. Во-первых, у вас дв
а измерения на картинке Ц 2D и еще спектр в каждой точке. Это новые методы, с
ейчас на крупнейших телескопах создаются примерно такие спектрографы,
но этот наш спектрограф был первым.
Еще квадратик Ц поле наблюдений со спектрографом РMAS, это спектрограф не
мецкий, они промазали немножко, но неважно. CHANDRA, это американская рентгено
вская обсерватория, дала черный квадратик. Здесь находится объект. И дал
ьше, на следующей картинке, то же самое, но это уже результат или изображен
ие с многозрачкового спектрографа MPFS. Самое интересное, что обнаружено (в
ерхняя левая картинка), туманность в линии гелия-2. Это очень высокое возб
уждение газа. И эта туманность возбуждается рентгеновским источником. Д
оказано, что источник сидит именно там, в этой галактике, что это не проекц
ия. И именно межзвездный газ той галактики «видит» этот рентгеновский ис
точник.
Что, собственно, новым является Ц хотя в той теме, что мы обсуждаем, у Вале
ры, я знаю, другое мнение на природу этих объектов. Эта тема Ц даже не нове
йшая история, это просто текущая ситуация. Пока это все только в процессе
понимания, или даже в начале понимания. Так вот, новым является то, что мы о
бнаружили градиент скорости в туманности.
Это яркое красное пятно Ц туманность в линии гелий-2. Одна часть туманнос
ти к нам приближается на 50 километров в секунду, а другая удаляется с тако
й же скоростью. Такое возможно только в случае, если это действительно SS433 и
ли микроквазар, то есть имеется динамическое воздействие струй на межзв
ездный газ. Несмотря на то, что такие объекты были предсказаны, конечно же
, сразу появились другие идеи. И альтернативная, самая интересная идея, чт
о ультраяркие рентгеновские источники Ц это черные дыры промежуточны
х масс. Они предсказаны астрономами были давно. В принципе, они должны фор
мироваться либо из первичных звезд, в самом-самом начале, когда еще Вселе
нная не прожила и процента своего времени Ц когда образовывались перви
чные, очень массивные звезды. Либо в шаровых скоплениях. Да, возможно, это
черные дыры промежуточных масс. Почему нужна большая масса и почему пром
ежуточная? У нас есть квазары Ц миллионы и миллиарды масс Солнца и есть м
икроквазары Ц несколько масс Солнца, а где черные дыры в тысячи масс Сол
нца?
В.С. Сто Ц тысяча масс Солнца.
С.Ф. И это конкурирующая идея: черная дыра промежуточной массы
, в принципе, может тоже очень ярко излучать. Потому что очень большая масс
а. Валера считает, что..
В.С. Я могу сам рассказать. Дело в том, что в такой же двойной сис
теме, в которой находится СС-433, может находиться черная дыра очень большо
й массы, 50 масс Солнца, сто масс Солнца. Ну, сто масс Солнца я загнул, конечно
, 50. И если на нее будет сыпаться в режиме сверхкритической аккреции или бл
изкой к ней вещество, она может излучать как раз 10 в 40-й эргов в секунду, те с
амые, которые нужны. Но там, правда, есть одно затруднение: дыра такой масс
ы будет давать слишком мягкий рентгеновский спектр, не такой жесткий, ка
к наблюдается. Здесь, на самом деле, если мы теорию дисковой аккреции буде
м более тонко рассматривать, можно сделать излучение таким жестким, каки
м оно наблюдается.
В объектах нашей Галактики, таких как Лебедь ХI, наблюдаются более жестки
е спектры, чем следует из простейшей теории дисковой аккреции, то есть он
и переходят из одного состояния в другое, когда излучение идет главным о
бразом в мягком рентгеновском диапазоне. Тогда в этом диапазоне они стан
овятся очень яркими Ц такое мягкое излучение. Это сам аккреционный диск
, оптически толстый, светит, как ему полагается по теории. Но иногда происх
одит переход в жесткое состояние, когда вся та же энергия примерно высве
чивается, но в более широком диапазоне спектра, в более жесткой части, поэ
тому в мягком диапазоне спектра он подседает, как бы низкое состояние у н
его в этом диапазоне становится.
С.Ф. Ты объясни, если это черная дыра промежуточной массы, отку
да 10 в 40-й эрг за секунду? И больше ничего не требуется.
С.Ф. Для одной массы Солнца критическая светимость Ц 10 в 38-й. Это
если ты берешь просто сто масс Солнца, у тебя будет 10 в 40-й. Но 100 Ц много.
А.Г. Почему 100 Ц это много?
В.С. Потому что 100 Ц это верхний предел на массу современных зве
зд, они не могут существовать большей массы просто из-за того, что та же са
мая светимость, сверхкритическая, будет осуществляться уже в звезде.
А.Г. А первичные звезды могли быть большей массы?
В.С. Первичные звезды могли быть, наверное, и большей массы, да.

С.Ф. Это гипотетический объект, мы должны верить нашим наблюде
ниям. Накоплены терабайты наблюдений. Итак, самая массивная известная че
рная дыра Ц 14 масс Солнца. Я думаю, мы не можем говорить о 50 или о 100 массах Сол
нца.
В.С. Но, тем не менее, существуют теоретические сценарии, котор
ые позволяют черной дыре иметь 50 масс Солнца. И если мы будем на нее сыпать
гелий, а не водород, в котором давление излучения на эту систему гелия мен
ьше в два раза, то выиграем двойку. Но если мы каллимацию сделаем не как у SS433
Ц только вдоль луча зрения практически, Ц а чуть-чуть побольше, то все р
авно на этом мы можем двойку, четверку выиграть, я думаю.
С.Ф. Я сторонник кардинальных мер. Хорошо. Одна из интереснейши
х особенностей таких объектов, что они чрезвычайно переменны, несмотря н
а фантастическую светимость. Это мы легко говорим: 10 в 40-й. А те, кто этим зан
имается, сначала со стула падали просто, считали, что такое невозможно. Он
и переменны на минутах, на часах.
В.С. Но они могут быть переменны и на секундах.
С.Ф. Как вы объясните, коллега, такую переменность?
В.С. Они могут быть переменны и на секундах. Дело в том, что…
А.Г. Простите, что я перебиваю ваш профессиональный спор, у нас
очень мало времени осталось, вы все равно его не закончите. А нам интересн
о Ц не дразните нас.
У меня вот какой вопрос возник. Вы говорите о светимости в рентгеновских
лучах. А сами наблюдаете с оптического телескопа. Вообще, у оптики есть бу
дущее в наблюдательной астрономии? Или с тех пор как появились радиотеле
скопы, тем более такие, которые опоясывают всю Землю, по сути дела, или тел
ескопы, выведенные за пределы вечно мешающей атмосферы, нам нет необходи
мости больше строить оптические телескопы на Земле?
С.Ф. У оптики есть будущее. И об этом говорит хотя бы то, что в раз
витых странах один из основных пунктов из затрат на астрофизику Ц это и
менно развитие оптических телескопов. Оптика достигла существенно луч
ших спектральных разрешений и возможностей, чем в рентгене или в радио, и
х нельзя противопоставлять. Без оптики, конечно, невозможна астрофизика
. И опять же я говорю, что на Западе, в западных обсерваториях развиваются
крупные оптические телескопы. И обязательно в нашей стране они должны ра
звиваться. В частности, 6-метровый телескоп Ц это единственная обсерват
ория в нашей стране. Был несчастный случай, связанный с тем, что распался С
оветский Союз, и потеряны были обсерватории на юге. А наша обсерватория
Ц в России, поэтому она выжила. И сейчас мы наблюдаем фактически на том же
самом уровне, что и западные коллеги.
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