Моя жизнь в астрономии

Однако у реальной звезды с ненулевыми размерами имеется эффект потемнения к краю, яркость и температура на краю диска ниже, чем в его центре. Когда звезда движется относительно гравитационной линзы, излучение части ее диска, ближайшей к линзе (в проекции на картинную плоскость), усиливается сильнее по сравнению с излучением центральных частей диска. Это приводит к тому, что микролинзирование реальной звезды приводит к зависимости кривой блеска от длины волны. Об этом писал еще Б. Пачинский в своей знаменитой работе 1986 года. Мы же рассчитали этот хроматический эффект количественно – соответствующие изменения показателя цвета оказались несколько сотых звездной величины (для достаточно тесного сближения звезды и линзы в проекции на картинную плоскость). Нами также был рассчитан поляризационный эффект при микролинзировании, вызванный тем, что линейная поляризация излучения на краю диска звезды велика (~ 12%), а в центре диска равна нулю. У одиночной, нелинзируемой звезды, в силу симметрии, излучение всего диска звезды неполяризованно. Однако гравитационное микролинзирование нарушает симметрию диска звезды, поскольку в этом случае излучение краевых частей диска усиливается сильнее. Это приводит к тому, что степень линейной поляризации реальной звезды меняется с фазой гравитационного микролинзирования. Эту работу мы выполнили практически одновременно с английскими астрономами, независимо от них, и опубликовали в международном журнале Astrophysics and Space Science в 1996 году.

Дальнейшие наблюдения показали, что выявлять двойные звезды фона с помощью эффекта гравитационного микролинзирования трудно. Дело в том, что размеры относительной орбиты двойной системы и ее орбитальный период связаны между собой третьим законом Кеплера. Это приводит к тому, что во всех случаях, когда эффекты микролинзирования существенны для обеих звезд пары, орбитальные периоды весьма велики, много больше характерного времени микролинзирования. Поэтому эффект двойственности звезды фона при микролинзировании проявляется не в виде периодических изменений блеска, а в виде небольших систематических отклонений в крыльях соответствующей кривой блеска, которые трудно обнаружить.

Впрочем, нам с Т. С. Хрузиной удалось объяснить некоторые пекулярные кривые микролинзирования с помощью модели двойной звезды фона. Т. С. Хрузина применила метод синтеза для точного расчета кривых блеска при микролинзировании в рамках модели системы из двух приливно деформированных звезд фона. Гораздо более сильными оказались проявления двойственности самой гравитационной линзы, предсказанные в работах Мао и Пачинского. Ввиду того, что двойственность гравитационной линзы приводит к появлению так называемых каустик в плоскости звезды фона, на которых коэффициент усиления при микролинзировании формально стремится к бесконечности, – в этом случае на кривой микролинзирования появляются высокие и узкие пики, которые сравнительно легко обнаружить. Поэтому к настоящему времени выявлено много случаев, когда сама гравитационная линза (темное тело гало Галактики) является двойной. Более того, методом гравитационного микролинзирования открыто несколько планет с массой порядка массы Земли, вращающихся вокруг темных тел галактического гало (которые могут быть маломассивными звездами низкой светимости, например коричневыми карликами). В дальнейшем мы с М. Б. Богдановым, моим бывшим аспирантом, профессором Саратовского университета, занялись расчетами эффектов гравитационного микролинзирования с целью поиска экзотических форм материи во Вселенной – кротовых нор, так называемых NUT-объектов и т. п.

Поскольку подобные объекты сами ничего не излучают, единственный способ их обнаружить в Галактике – это исследовать эффекты гравитационного микролинзирования от них. Как уже отмечалось выше, разброс масс темных тел в Галактике, измеренных методом гравитационного микролинзирования, весьма велик. Оказалось, что в нескольких случаях достаточно надежные оценки масс темных тел составили около шести солнечных, что вдвое превышает верхний предел массы нейтронной звезды, предсказанный ОТО. То есть эти темные массивные объекты можно считать кандидатами в одиночные черные дыры. Правда, специально поставленные наблюдения этих объектов, выполненные с борта рентгеновской орбитальной обсерватории «Чандра», не обнаружили признаков рентгеновского излучения от них, которое должно было бы возникнуть при аккреции межзвездного газа на эти предполагаемые одиночные черные дыры. Возможно, что столь низкая рентгеновская светимость этих объектов связана с низкой плотностью межзвездной среды вблизи них или с тем, что скорость движения черных дыр относительно межзвездной среды мала, поэтому аккреция межзвездного газа на черную дыру носит почти сферически-симметричный характер. В этом случае, как известно, энерговыделение при аккреции на черную дыру близко к нулю.