Моя жизнь в астрономии

Однако оказалось, что SS433 является заметным источником жесткого рентгеновского излучения, светимость которого ~ 10³⁵ эрг/с лишь на порядок меньше, чем в мягком рентгеновском диапазоне (кТ ≃ 2 ÷ 10 КэВ). По-видимому, жесткое рентгеновское излучение «просачивается» наружу из внутренних частей аккреционного диска сквозь каналы, в которых плотность плазмы понижена из‑за того, что вещество диска выметается релятивистскими джетами. Кроме того, взаимодействие джетов, двигающихся с огромной скоростью ~ 80 000 км/с, с неоднородностями звездного ветра, истекающего под действием давления радиации из диска, приводит к разогреву плазмы ветра до температур порядка миллиарда градусов и формированию у диска горячей короны, излучающей в жестком рентгеновском диапазоне. Изучая затменную и прецессионную переменность в жестком диапазоне, мы восстановили параметры этой короны. Теоретическое моделирование параметров горячей короны и релятивистских джетов, выполненное нами совместно с группой профессора Г. А. Бисноватого-Когана, показало, что жесткое рентгеновское излучение короны диска возникает в результате комптоновского рассеяния на горячих электронах мягких рентгеновских фотонов, излучаемых джетами, а также рассеянием оптических фотонов аккреционного диска. Сами релятивистские джеты излучают в основном в мягком диапазоне, причем поток кинетической энергии джетов составляет огромную величину ~ 10³⁹ эрг/с и близок к болометрической светимости сверхкритического аккреционного диска. Светимость диска и параметры системы SS433 были определены нами с Э. А. Антохиной из анализа оптических кривых блеска SS433. Таким образом, удивительная машина в центре сверхкритического аккреционного диска в системе SS433 преобразует тепловую энергию диска в кинетическую энергию упорядоченного движения вещества коллимированных релятивистских джетов с огромной эффективностью (КПД этой машины заведомо более 50%). Сами релятивистские джеты воздействуют на окружающую межзвездную среду на расстояния ± 50 парсек, сгребают межзвездное вещество и определяют вытянутую форму остатка вспышки сверхновой W50, в центре которого расположен объект SS433. Ничего подобного ранее астрономы не наблюдали в нашей Галактике, поэтому не зря объект SS433 получил название «загадка века».

Важнейшая проблема, связанная с объектом SS433, состоит в выяснении природы релятивистского объекта: нейтронная звезда или черная дыра? Для этого необходимо надежно измерить массу релятивистского объекта. Из-за высокой светимости оптически яркого аккреционного диска линии поглощения в спектре нормальной звезды выявляются с большим трудом. По эмиссионной линии HeII4686, формирующейся в аккреционном диске, Д. Крэмптону и Дж. Хатчингсу удалось измерить функцию масс релятивистского объекта, которая несет информацию в основном о массе нормальной звезды. Поэтому большие надежды астрономы возлагали на рентгеновские наблюдения. Нормальная звезда в системе SS433 заполняет свою полость Роша, а радиус полости Роша зависит от отношения масс компонент. Поскольку наклонение орбиты в системе SS433 i = 79° известно из независимого анализа подвижных эмиссионных линий в спектре этого объекта, длительность рентгеновского затмения в SS433 позволяет оценить радиус нормальной звезды и тем самым – отношение масс q. Тогда при известных значениях параметров i, q из функции масс релятивистского объекта находится масса релятивистского объекта. По наблюдениям в мягком рентгеновском диапазоне, выполненным японскими астрономами на спутнике Гинга, длительность рентгеновского затмения получилась весьма большой.

Анализируя эти рентгеновские затмения в модели затмения релятивистских джетов нормальной звездой, японские астрономы (Каваи, Котани и др.) получили очень малое отношение масс компонент: q = m_x/m_v ≈ 0,15. С этим отношением масс из функции масс релятивистского объекта получается малая масса релятивистского объекта m_x ≈ 0,8 M_☉, что в пределах ошибок соответствует нейтронной звезде (наблюдаемые массы нейтронных звезд лежат в пределах одной-двух солнечных масс). Однако при столь малом отношении масс компонент, как уже отмечалось выше, должны происходить полные затмения аккреционного диска нормальной звездой, что противоречит надежно установленной нами зависимости минимального блеска SS433 в середине главного оптического минимума от фазы прецессионного периода. Поэтому длительное время проблема определения массы релятивистского объекта в системе SS433 оставалась нерешенной.