Моя жизнь в астрономии

В 2017–2022 годах мы с И. И. Антохиным, Э. А. Антохиной и А. М. Татарниковым занимались исследованием уникального микроквазара CygX-3 – рентгеновской двойной системы с релятивистскими джетами, у которой оптическая звезда является звездой WR. Аккреция на релятивистский объект в этой системе идет из мощного (темп потери массы М˙ ≈ 10^-5 М_☉/год, скорость ветра ~ 2000 км/с) радиального звездного ветра звезды WR. К настоящему времени открыто всего четыре рентгеновских двойных системы такого типа (WR + с системы, где с – аккрецирующий релятивистский объект). Уникальной особенностью системы CygX-3 является очень короткий орбитальный период ~ 4,8 часа. Это свидетельствует о том, что система на стадии вторичного обмена масс прошла стадию эволюции с общей оболочкой, в которой компоненты из‑за динамического трения потеряли основную часть орбитального углового момента. В системе наблюдаются релятивистские джеты (скорость v/c = 0,3 ÷ 0,8), а также происходят мощные радиовспышки. Система CygX-3 наблюдалась в рентгеновском, гамма-диапазонах, а также в ИК и радиодиапазонах. Наблюдения в оптическом диапазоне затруднены тем, что блеск системы в этом диапазоне спектра сильно ослаблен поглощением света в межзвездной среде. Видимая звездная величина объекта слабее 23 величины, поэтому объект CygX-3 недоступен для исследований в оптическом диапазоне. Длительное время природа оптической звезды-донора в этой системе была неизвестна. И лишь в 1992 году спектральные наблюдения в ИК-диапазоне, выполненные группой голландского ученого ван Керквика, показали, что звезда-донор в системе CygX-3 является звездой WR. Время жизни звезды WR меньше миллиона лет, поэтому стадия (WR + с) у массивных рентгеновских двойных систем по астрономическим меркам очень короткая, и, как уже упоминалось, наблюдаемое число известных WR + с систем составляет всего четыре из многих тысяч известных рентгеновских двойных систем. Для понимания эволюционного пути системы CygX-3 важно знать характеристики ее компонент и параметры их орбит. Это можно сделать, сравнивая и анализируя кривые блеска системы в рентгеновском и ИК диапазонах. К настоящему времени с бортов рентгеновских обсерваторий накоплены многочисленные ряды наблюдений CygX-3, которые доступны для использования. Показано, что регулярная переменность рентгеновского потока от CygX-3 обусловлена затмениями компактного рентгеновского источника (аккрецирующего релятивистского объекта) звездным ветром звезды WR.

В нашей с И. И. Антохиным работе мы выполнили и проанализировали рентгеновские наблюдения CygX-3, уточнили темп наблюдаемого удлинения орбитального периода и обнаружили наличие третьей звезды в этой системе. Работа опубликована в 2019 году в международном журнале Astrophysical Journal, и на нее уже имеется много ссылок.

Что касается ИК наблюдений, то до последнего времени были лишь спорадические фотометрические наблюдения Cyg X-3 на небольших промежутках времени. Поэтому форма ИК кривой блеска этой системы и ее особенности были не исследованы ввиду малой доступности дорогостоящих ИК наблюдений на крупных телескопах. Поскольку наш 2,5‑метровый телескоп КГО оснащен высококачественным ИК фотометром-спектрометром (пока единственный в России прибор такого типа), мы имели возможность проводить долговременные ИК фотометрические наблюдения системы CygX-3. Наблюдения, выполненные в течение семнадцати ночей, позволили нам детально прописать орбитальные кривые блеска в ИК-диапазоне, изучить их форму, переменность от ночи к ночи и исследовать вспышечные явления в системе. Был обнаружен неожиданный эффект: система CygX-3 показывает более высокотемпературное (более «голубое») свечение в фазе орбитального периода, когда звезда WR обращена к наблюдателю своей холодной, не прогретой рентгеновским излучением частью (рентгеновский источник расположен сзади звезды WR). Как уже упоминалось ранее, в «классической» рентгеновской двойной HZHer, наоборот, излучение краснеет в этой фазе и голубеет в фазе, когда рентгеновский источник расположен впереди оптической звезды – в этой фазе мы видим горячую, прогретую рентгеном полусферу звезды.