Ультрамощные рентгеновские источники
Всех нас привлекает что-нибудь сверх-эдакое! И астрономы немало потрудились над придумыванием названий и терминов: сверхновые, сверхсветовое движение (имеется ввиду релятивистский эффект проекции при наблюдениях деталей в джетах), сверхпузыри (super bubbles), сверхзвезды, гиперновые ... Есть еще множество менее известных (и трудно переводимых) терминов. Желающие могут сами поискать их например с помощью поисковой системы NASA ADS. В последнее время появляется все больше научных статей о т.н. ультрамощных рентгеновских источниках (ULX - ultra luminous X-ray sources). Иногда название переводят как ультра-яркие, что неверно, т.к. речь идет не о яркости, а именно о мощности). Интерес вызван тем, что количество наблюдательных данных по этим источникам растет, а вот природа объектов остается неясной.
Рентгеновские источники большой светимости могут возникать по разным причинам. В первую очередь в голову приходят системы, где идет мощная аккреция. (Напомним, что эффективность аккерции может достигать 40 процентов от mc2, что в десятки раз выше эффективности термоядерного горения.) Один из классов таких объектов - это тесные двойные системы, состоящие из компактного объекта (нейтронной звезды или черной дыры) и нормальной звезды. Вещество с нормального компонента попадает в поле тяготения компактного (при заполнении полости Роша или через звездный ветер) и, в конце концов, если вещества не слишком много, падает на поверхность нейтронной звезды или проваливается под горизонт черной дыры. При этом излучается большое количество энергии в виде жесткого рентгеновского излучения.
Однако если темп аккреции слишком велик (а, следовательно, велика и светимость), то давление излучения оказывается больше, чем сила тяготения, и все вещество уже не может упасть на поверхность компактного объекта. Одновременно спектр излучения смещается в мягкую область, так как рентген поглощается и перерабатывается в окружающей компактный объект оболочке. Поэтому для каждого объекта существует некоторый предел светимости. Предельная светимость называется эддингтоновской (т.к. впервые эту проблему рассмотрел Артур Эддингтон). Она пропорциональна массе компактного объекта и для 1 Mo равна 1.3.1038 эрг/с. Если мы видим рентгеновский источник со светимостью порядка LX=1039 эрг/с, то следует думать, что в этом источнике находится существенно более массивный объект, чем стандартная нейтронная звезда (с типичной массой 1.4 Mo). А если светимость превышает LX=1040-1041 эрг/с, то даже для типичной черной дыры с массой 7-10 масс Солнца это многовато. Отсюда и возникает ультра- в названии данного типа источников.
История ультрамощных началась в 80-е гг. Тогда с помощью спутника Einstein ученые смогли получать изображения точечных источников в других галактиках. Если известно расстояние до галактики, то по измеренному потоку можно немедленно получить оценку светимости:
L=4*π* d2 *f, (1)
где d - расстояние, а f - поток. Оказалось, что среди прочих наблюдаются объекты со светимостью >1039 эрг/с. В начале (поскольку разрешение приборов было еще недостаточно хорошим) считали, что источники находятся в центрах галактик. Однако довольно быстро удалось выяснить, что это не так, т.е. они не являются каким-то подвидом активных ядер. Уже ROSAT показал целый зоопарк ультрамощных источников, находящихся вне ядер галактик.
С самого начала было высказано несколько гипотез о том, какие объекты могут скрываться за общим названием "ультрамощные источники": от остатков сверхновых до плотных скоплений более слабых источников. Окончательной ясности с природой ультрамощных источников нет до сих пор. Часть гипотез отброшена, другие получили более глубокую разработку. Первой отброшенной оказалась гипотеза о сверхмассивных черных дырах с низкой светимостью. Дело в том, что такой объект не может долго находиться вне центра галактики. Как какая-нибудь взвесь в жидкости тяжелая черная дыра в конце концов "выпадет в осадок" - сместится в самый центр.
В нашей Галактике аккрецирующие объекты со светимостью в спокойном состоянии (т.е. не во время вспышечной активности) >1039 неизвестны, т.е. близкого примера ультрамощного источника мы не видим. Зато в соседних они наблюдаются во все возрастающем количестве. Попробуем перечислить основные современные гипотезы о природе ультрамощных рентгеновских источников, и кратко обсудим их.
Немного больше о технологиях >>>
Новый подход к методам химической очистки призабойной зоны ствола скважины при заканчивании открытым стволом
В скважинах, где традиционные методы их
заканчивания непригодны по геолого-техническим и экономическим соображениям, в
последние годы все больше используются современные системы заканчивания скважин
открытым стволом. Проведенный авторами анализ применимости таких систем имеет
н ...
Применение световода на уроках физики
Школьник понимает физический опыт только
тогда хорошо, когда он его делает сам. Но еще лучше он понимает его, если сам
делает прибор для эксперимента.
П.Л.Капица
Физический эксперимент... Постановка его на
уроке позволяет учителю не только подробно рассмотреть физические я ...
