<<
>>

Кис-кис, Геркулес Х-1

t

Одним из наиболее полно изученных рентгеновских ис? точников является рентгеновский пульсар Геркулес Х-1. Осо^ бый интерес вызывает то, что рентгеновское излучение это* го пульсара переменно с тремя разными периодами.

За этlt;|

t

свойство Геркулес Х-1 иногда называют удивительными чаlt; сами. Во-первых, излучение пульсирует с периодом 1,24 се*lt; кунды. Кривая рентгеновского блеска, свернутая с этим пе* риодом, показана на рис. 64. Во-вторых, излучение меняется! с периодом 1,7 дня. Эта кривая блеска имеет один П-образд ный минимум.              1

Физиологи утверждают, что коты спят 18 часов в суткиJ т. е. 75 % всей своей жизни коты проводят во сне. Геркулес Х-1 подобен коту. Из каждых 35 дней Геркулес «работаете лишь 11 дней, а остальные 24 дня рентгеновское излучений

на Землю не поступает. Это и есть третья периодическая

11

закономерность у Геркулеса Х-1.              \

Самый короткий период — 1,24 секунды — это пери**]

од вращения нейтронной звезды вокруг своей оси. Импульс

, *

пульсара состоит из двух максимумов.              ;

Период 1,7 дня, без сомнения, представляет собой орбитальный период двойной. С этим же периодом изменяв ется короткий период 1,24 с (эффект Доплера). Изменение рентгеновского блеска с периодичностью 1,7 дня — это эффект затмения рентгеновского источника нормальной звез-’ дой. Обратите внимание на форму затмения. Затмение начинается очень резко. Вспомним, что длительность спадающего участка пропорциональна размерам затмеваемой звезды (см. рис. 21). Значит, затмевается практически точечный объект.

Звезда, которая периодически затмевает рентгеновский пульсар, была найдена советским астрономом Н. Е. Курочкиным. Среди звезд, попавших в квадрат ошибок рентгеновских детекторов, была переменная звезда 12-й величины


Рис* 64* Три периодичности рентгеновского излучения Геркулеса Х-1

HZ Геркулеса.

До открытия Геркулеса Х-1 она классифицировалась как неправильная переменная. Это означало, что блеск ее меняется хаотически. По-видимому, никто серьезно не интересовался переменностью этой звезды. Когда же обработали старые фотопластинки, которые хранятся в Государственном астрономическом институте им П. К. Штернберга, обнаружилось, что блеск звезды HZ Геркулеса плавно меняется с рентгеновским периодом 1,7 дня (см. рис. 65). Оптический блеск HZ Геркулеса менялся в 13 раз (~ 2т,8). Причем в момент рентгеновского затмения оптический блеск

Рис» 65» Изменение блеска звезды HZ Геркулеса

системы спадал до минимума. Кривая блеска, как и у /3 Лиры, не имела постоянных участков, но в отличие от /3 Лиры представляла собой не двойную, а «одинарную» волну с максимумом на фазе 0,5. Вспомним, что с таким явлением мы столкнулись у другой классической звезды — Алголя. Помните слабое повышение блеска к фазе 0,5? Не оставалось сомнений, что вся кривая блеска HZ Геркулеса — это следствие эффекта отражения.


Рис* 66* Переработка рентгеновского излучения нормальной звездой

Еще в 1967 году И. С. Шкловский подчеркивал, что в двойных рентгеновских системах должен проявляться очень сильный эффект отражения. Суть этого явления та же, что и в случае двух нормальных звезд. Отличие лишь в том, что в рентгеновской двойной системе звезда подогревается за счет перехвата жесткого рентгеновского излучения пульсара (см. рис. 66). Рентгеновская светимость пульсара Геркулес Х-1 примерно в 100 раз больше, чем полная оптическая светимость нормальной звезды, HZ Геркулеса. Перехватывая даже часть всего излучения, сторона HZ Геркулеса, обращенная к пульсару, становится в 6 раз ярче противоположной стороны.

Это видно в спектре звезды. В минимуме HZ Геркулеса — звезда спектрального класса F, а в максимуме — АО. Оценка массы оптической звезды по соотношению «масса — светимость» дает значение (2 -г 2,5)М0. По длительности рентгеновского затмения удается определить размер HZ Геркулеса — звезда очень близка к размерам полости Роша. По- видимому, в этой системе наступила стадия второго обмена массой: нормальная звезда заполнила сваю полость Роша и в виде «гравитационного ветра» перетекает через окрестность внутренней точки Лагранжа. Струя газа образует вокруг нейтронной звезды аккреционный диск. Представим себе картину, которую увидел бы наблюдатель, находящийся вблизи аккреционного диска. На «горизонте» видна оптическая компонента — звезда HZ Геркулеса и струя истекающего с нее газа. Поверхность диска при приближении к нейтронной звезде под действием магнитных сил начинает изгибаться и покрывается «барашками» из-за неустойчивости Кельвина—Гельмгольца. На расстоянии в несколько тысяч километров диск разрушается магнитными силами. Вещество «вмораживается» в магнитное поле и стекает на магнитные полюса нейтронной звезды, откуда в виде двух лучей «бьет» рентгеновское излучение.

Главной загадкой Геркулеса Х-1 остается его «кошачий характер». Хотя для нас, землян, излучение каждые 35 дней исчезает на 24 дня, это не означает, что пульсар вообще перестает «работать». Оптическая кривая блеска практически не меняется в момент «выключения» пульсара — эффект отражения не исчезает. Такое впечатление, будто что-то закрывает от нас нейтронную звезду, но это «что-то» не в состоянии заэкранировать все рентгеновское излучение, падающее на соседнюю звезду HZ Геркулеса. Экраном, по-видимому, является аккреционный диск вокруг нейтронной звезды. Так как луч зрения лежит практически в плоскости двойной, то, слегка качаясь относительно этой плоскости, диск будет на время закрывать от нас пульсар. Тень от аккреционного диска, падающая на соседнюю звезду, невелика и не меняет эффекта отражения.

Система HZ Геркулеса — Геркулес Х-1 — это маломассивная двойная. Возникает вопрос, каким образом в такую маломассивную систему пробралась нейтронная звезда, предок которой должен иметь массу не менее 1ОМ0. Возможный выход из этой проблемы был предложен Э. Ван ден Хёвелом в 1977 году. Суть его предложения состоит в отказе от условия консервативности при первом обмене массой.

Рис. 67. Сценарий эволюции первоначально массивной двойной, приведший к образованию систем типа HZ Геркулеса — Геркулес Х-1

Причиной сильной потери массы системой является большое начальное отношение масс компонент. Вспомним, что перетекание с большей звезды на меньшую идет в тепловой шкале времени звезд. Из-за большого различия масс тепловое время меньшей звезды в десятки и сотни раз больше теплового времени более массивной. Аккрецируемое вещество не успевает прийти в тепловое равновесие и «осесть» на звезду. Предположим, что такое бурное перетекание кончается образованием общей оболочки, истекающей из двойной системы. В результате происходит не обмен массой, а практически полная потеря массы системой. Менее массивная звезда так и остается маломассивной, а более массивная звезда после коллапса рождает нейтронную звезду. Общая масса системы не превышает (3 -г 4)М0. В процессе сброса оболоч-

ки двойная теряет не только вещество, но и вращательный момент — звезды «съезжаются» друг к другу.

Наконец, из-за ядерной эволюции маломассивная оптическая компонента заполнит полость Роша и начнется второй обмен, во время которого и вспыхнет яркий рентгеновский пульсар. Так, согласно Ван ден Хёвелу, могла образоваться система типа HZ Геркулеса — Геркулес Х-1.

Сейчас известно несколько систем типа HZ Геркулеса. Их не так много. Это связано с тем, что в двойных системах массы звезд в момент образования, как правило, близки друг к другу. Образование двойной с большим отношением масс — событие очень редкое. Сценарий Ван ден Хёвела показывает «контрабандный путь» провоза нейтронных звезд в маломассивные двойные системы. Законными же потомками этих систем являются белые карлики. 

<< | >>
Источник: Ляпунов Владимир Михайлович. В мире двойных звезд. 2009

Еще по теме Кис-кис, Геркулес Х-1:

  1. \37 (433). ГЕГЕЛЬ-ЖЕНЕ Кассель, 18 сент[ября] 1822 г.
  2. 10.1. ПОЧЕМУ НЕЛЬЗЯ УКРАСТЬ ДУБИНКУ У ГЕРКУЛЕСА?
  3. КОММЕНТАРИИ
  4. Династия Дюпонов
  5. Италийская экспансия
  6. Глава 3 ВОЗРОЖДЕНИЕ И АНТИЧНОСТЬ
  7. Кис-кис, Геркулес Х-1
  8. 2. Новые и повторные новые звезды
  9. Поляры
  10. 5. Проблема выбора
  11. МАССЫ И РАЗМЕРЫ ЗВЕЗД