Моя жизнь в астрономии

Вдохновленные этими результатами, мы решили поискать реальное изменение орбитального периода SS433 и детально изучить форму орбитальной кривой блеска. Это непростая задача ввиду того, что орбитальная кривая блеска SS433 подвержена значительной физической переменности, кроме того, ее форма и амплитуда меняются с фазой прецессии аккреционного диска. Поскольку в нашем распоряжении имеются уникальные результаты многолетних (свыше сорока лет) фотометрических наблюдений SS433, нам удалось успешно справиться с этой трудной задачей. Используя наблюдения в фазах прецессионного периода, соответствующих максимальному раскрытию аккреционного диска для земного наблюдателя (в этих фазах орбитальная кривая блеска наиболее регулярна), мы открыли вековое увеличение орбитального периода SS433 с темпом (1,14 ± 0,25) · 10^-7 секунды за секунду. Кроме того, средняя кривая блеска SS433 показала заметное смещение вторичного минимума относительно середины между главными минимумами, что говорит о том, что орбита SS433 не круговая, а эллиптическая с эксцентриситетом е ≃ 0,05. Используя наблюдаемую величину векового (эволюционного) увеличения орбитального периода SS433, мы дали новую оценку отношения масс q > 0,8 и массы черной дыры М_х > 8 М_☉. Замечательный результат этой работы состоит также в том, что если бы релятивистским объектом в системе SS433 была не черная дыра, а нейтронная звезда (q < 0,2), то орбитальный период SS433 должен был бы не увеличиваться, а уменьшаться со временем, что противоречит наблюдениям. Таким образом, наличие черной дыры в системе SS433 окончательно подтверждается нашим открытием эволюционного увеличения орбитального периода. Этот вывод не зависит от спектральных наблюдений и от результатов анализа рентгеновских затмений в системе SS433. Кроме того, наш вывод о наличии большого отношения масс и черной дыры позволяет объяснить, почему, вопреки предыдущим теоретическим предсказаниям, вторичный обмен масс в массивной рентгеновской двойной системе SS433 происходит без образования общей оболочки, а система остается полуразделенной. Эти результаты опубликованы в нашей статье в 2021 году в журнале MNRAS (авторы: А. М. Черепащук, А. А. Белинский, А. В. Додин, К. А. Постнов). Не менее интересные выводы можно сделать и из факта найденной нами эллиптичности орбиты. Модель плавающего аккреционного диска в системе SS433 кажется очень привлекательной, поскольку для формирования такого диска, не лежащего в плоскости орбиты системы, имеется естественный механизм. Небольшая (менее 1%) асимметрия взрыва сверхновой, в результате которого сформировался релятивистский объект, может повернуть плоскость орбиты относительно оси вращения оптической звезды. В результате формируется рентгеновская двойная система, у которой ось вращения оптической звезды неперпендикулярна плоскости орбиты и прецессирует под действием притяжения со стороны релятивистского объекта. Так формируется наклонный к плоскости орбиты аккреционный диск, который отслеживает прецессию оси вращения оптической звезды («плавающий» диск). Эта идея была высказана в 1975 году Робертсом для объяснения прецессии аккреционного диска в рентгеновской двойной системе HerX-1 и мной в 1981 году для объяснения формирования плавающего аккреционного диска в системе SS433. Но неперпендикулярность оси вращения звезды к плоскости орбиты означает, что оптическая звезда в системе SS433 вращается асинхронно с ее орбитальным обращением. Из теории синхронизации вращения звезд в тесных двойных системах (за счет диссипации энергии орбитального обращения звезды в стационарных или динамических приливах) следует, как показал в 1977 году французский ученый Занн, что синхронизация осевого и орбитального вращения звезд в тесной двойной системе происходит раньше, чем округление орбиты. Ранее, ввиду значительной физической переменности SS433, считалось, что орбита этой системы круговая. Но тогда, поскольку орбита SS433 успела округлиться, оптическая звезда здесь должна вращаться синхронно с орбитальным обращением, то есть ось вращения звезды должна быть перпендикулярна плоскости орбиты, а аккреционный диск – лежать в плоскости орбиты. Никаких эффектов прецессии в системе наблюдаться не должно. Обнаруженная нами эллиптичность орбиты SS433 снимает это противоречие и сильно подкрепляет модель «плавающего» аккреционного диска в данной системе. Этот результат также опубликован в нашей статье 2019 года в MNRAS.