<<
>>

2. Новые и повторные новые звезды

Явление новой звезды не менее эффектно, чем вспышка сверхновой. За несколько дней на небе, где раньше «ничего не было», возникает яркая звезда, видимая невооруженным глазом. Воображение человека, привыкшего к неизменному виду небесной сферы, изредка пересекаемой искусственными спутниками Земли, начинает будоражиться при появлении новой звезды.

Это, в общем, интересное физическое явление приобретает еще и «многозначительную» психологическую окраску. Например, поэт Андрей Вознесенский так откликнулся на вспышку Новой звезды 1975 года в созвездии Лебедя:

«...Ты Новая Лебедь, не быть тебе старой...

Из кружки полейте на руки Пилату.

Прощай, моя флейта!

Прощай, моя лживая слава.

Ты мне надоела. Ступай к аспиранту».

Уже после вспышки новой, просматривая старые фотопластинки, астрономы заметили, что еще до вспышки на месте новой находилась звезда на 10-12 звездных величин

слабее. По какой-то причине светимость звезды внезапно увеличилась в десятки тысяч раз.

Напомним, что при взрыве сверхновой светимость достигает мощности миллиарда звезд. Явление новой значительно скромнее по своим масштабам, а выглядит оно столь же ярко в том случае, когда вспышка происходит гораздо ближе к нам. Блеск новой звезды после достижения максимума медленно, в течение нескольких месяцев, падает до прежнего уровня. Через несколько лет на месте вспышки появляется туманное пятнышко. Это показывает, что появление новой сопровождается выбросом вещества (см. рис. 68).

Астрономы давно заметили, что некоторые звезды вспыхивают по несколько раз. Правда, такие вспышки послабее, чем новые. В табл. 3, взятой нами из книги известного советского исследователя переменных звезд В. П. Цесевича, приводятся характеристики вспышек новых звезд.

Вспышки повторных новых значительно слабее вспышек новых. Промежутки между вспышками исчисляются десятками лет.

Одной из наиболее широко исследованных новых является звезда

Таблица 3

Новые звезды

Название

Год

откры

тия

Звездная величина в максимуме

Орбитальный период, дни

Светимость до и после вспышки, L/Lamp;

GK Персея

1901

0т,2

0,685

1,2

251000

DN Близнецов

1912

3,6

?

3,3

100 000

V603 Орла

1918

-1,1

0,138

8,3

480 000

V476 Лебедя

1920

2,0

?

1,6

690 000

RR Живописца

1925

1,2

0,145

1,3

91200

DQ Геркулеса

1934

1,3

0,194

0,06

17400

СР Ящерицы

1936

2,1

?

2,8

525 000

СР Кормы

1942

0,5

?

0,06

440000

VI500 Лебедя

1975

1,8

0,14

250 000


Рис» 69» Изменение блеска Новой DQ Геркулеса,

вспыхнувшей в декабре 1934 г.

DQ Геркулеса. Новая DQ Геркулеса вспыхнула в 1934 году. В максимуме блеска она была одной из наиболее ярких звезд северной части неба. На старых фотопластинках на месте новой была обнаружена звезда 15-й величины. После максимума блеск упал, но потом начал внезапно расти в течение 100 дней, а после этого медленно уменьшился до 15-й величины (рис. 69).

В 1954 году американский астроном Мерли Уокер (Лик- ская обсерватория) сделал открытие, которое пролило свет на природу новых звезд. Тщательно наблюдая DQ Геркулеса, он нашел, что ее блеск меняется с периодом 4 часа 39 минут (0,194 дня). Кривая блеска (см. рис. 70) доказывала, что DQ Геркулеса — затменно-переменная звезда. В спектре звезды наблюдались яркие линии излучения водорода и гелия. Анализируя кривую блеска и кривую лучевых скоростей, астрономы установили, что полная масса двойной меньше массы Солнца! Это маломассивная система, состоящая из холодно-


Рис. 71. Подрагивание блеска звезды DQ Геркулеса с периодом, равным 71 с, открытое М. Уокером еще в 1956 г. (до открытия радиопульсаров)

го красного карлика и компактной горячей звезды. Линии излучения «гуляли» по спектру с орбитальным периодом, но по фазе не совпадали ни с одной из звезд. Это доказывало, что в системе есть сильные газовые потоки.

В 1956 году тот же Уокер сделал еще одно важное открытие. Блеск системы строго периодически «подрагивал» на несколько процентов (см. рис. 71). Период «подрагиваний» равен 71 секунде. Так был открыт первый пульсар. Но пульсар не на нейтронной звезде, а на белом карлике!

Столь быстро может вращаться только белый карлик или нейтронная звезда. Нейтронная звезда не проходит «по совокупности».

Масса пульсара в этой системе много меньше чандрасекаровского предела. Это делает гипотезу нейтронной звезды маловероятной, но не невозможной. Л. Д. Ландау еще в 1937 году показал, что минимально возможная масса нейтронной звезды много меньше чандрасекаровского предела. Другое дело, что при малой массе звезде энергетически более выгодно быть белым карликом, а не нейтронной звездой. Такую нейтронную звезду нужно специально «приготавливать», создавая особые условия. Весь комплекс наблюдательных данных свидетельствует в пользу белого карлика.

Газовые потоки в двойной возникают из-за заполнения карликовой красной звездой своей полости Роша. Картина здесь очень похожа на ту, что мы видели в системе HZ Геркулеса, только нейтронную звезду нужно заменить на белый карлик.

Белый карлик почти в 1000 раз больше нейтронной звезды. Это делает механизм аккреции в 1000 раз менее эффективным. При аккреции на белый карлик выделяется не 10 % массы покоя, а всего 0,01 %, т. е. меньше, чем при термоядерных реакциях. Но в белом карлике нет других источников энергии, поэтому аккреция оказывается важной. Кстати, эти цифры показывают, что при одинаковом темпе аккреции нейтронная звезда должна быть примерно в 1000 раз ярче белого карлика. Это и наблюдается: светимость систем типа DQ Геркулеса равна примерно нескольким светимостям Солнца, т. е. примерно в 1000 раз меньше светимости систем типа HZ Геркулеса — Геркулес Х-1.

Чем же объясняется вспышка новой или повторной новой? Вспомним, что белые карлики образуются из звезд не очень больших масс. Масса звезды определяет максимальную температуру в ее центре. Наступает момент, когда в центре выгорают элементы, способные в принципе гореть при данной температуре и плотности. Изотермическое ядро сжимается и образуется белый карлик, внутри которого ядерные реакции невозможны.

Жизнь одиночного белого карлика состоит в монотонном остывании без всяких катаклизмов. Другое дело — двойная система. Соседняя звезда перетекает на белый карлик, обогащая его поверхность свежим, еще не перегоревшим топливом.

С другой стороны, из-за удара о поверхность белого карлика аккрецируемое вещество разогревается. Для возникновения термоядерного горения необходимо, чтобы плотность и температура вещества превышали определенные критические значения. Температура в натекшем слое

определяется притоком энергии, который в первом приближении постоянен. Поэтому постоянна и температура. А вот плотность медленно нарастает — ведь масса слоя постоянно повышается. Достигнув критических значений, этот слой взрывается. Вещество приобретает большие скорости и начинает разлетаться во все стороны. С увеличением площади резко возрастает оптическая светимость. Это мы и видим как вспышку новой.

Различие между новыми и повторными новыми, по-ви- димому, состоит в том, что в первом случае взрывается гелий, а во-втором — водород. Для загорания гелия необходима большая плотность, поэтому нужно дольше ждать, пока он взорвется. Зато и вспышка будет гораздо мощнее, так как взрывается большее количество вещества.

Идея ядерного горения в тонком слое на белом карлике обсуждалась учеными еще в 40-е годы прошлого века. Но связь с аккрецией в тесных двойных системах выяснилась лишь в последнее десятилетие. Можно грубо прикинуть, как часто вспыхивают новые — очевидно, они тоже должны быть «повторными».

Анализ вспышек новых звезд показывает, что при вспыш- ке новой выбрасывается М0б = 10 М@. Если темп аккреции принять равным стандартному значению М = Ю"’10М@/год, то масса, выброшенная при вспышке, возместится через вре-

•              g

МЯ t й М/М = 10 лет. С другой стороны, водород вспыхивает при более мягких условиях, и значит, чаще.

Следует воспринимать такие оценки как приближенные — детальная картина пока еще не ясна. Например, белые карлики обладают сильными магнитными полями. Ведь DQ Геркулеса — пульсар. Напряженность магнитного поля

5              6

у этого карлика 10 -10 Гс) достаточна для того, чтобы заставить вещество падать на полюса. От значения магнитного поля и темпа аккреции зависит площадь, на которую выпадет вещество, а следовательно, и температура. Картина осложняется еще тем, что в разных двойных системах истекает вещество с различным химическим составом, к тому же и белые карлики разные. Такое разнообразие условий и определяет наблюдаемое многообразие характеристик новых и повторных звезд. Поведение же между вспышками полностью определяется характером аккреции, которая тоже протекает очень разнообразно. 

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

Еще по теме 2. Новые и повторные новые звезды:

  1. 3. АНТИНОМИЯ ЯЗЫКА
  2. КАТАРСИС
  3. ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И КОРРЕКЦИЯ ПРИ СЛОЖНЫХ НАРУШЕНИЯХ РАЗВИТИ
  4. Глава 7 Почему на Уолл-стрит произошел крах, а Уоррен Баффет по-прежнему процветает Интроверты и экстраверты по-разному мыслят (и реагируют на дофамин)
  5. Американская телемонополия.
  6. Глава XVI СЮЖЕТНО-РОЛЕВЫЕ ИГРЫ
  7. 1.4. К ВОПРОСУ О НАУЧНОЙ КАРТИНЕ МИРА И МЕТОДАХ НАУКИ
  8. 1.5. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ НАУКИ. ПОИСК НОВОЙ ПАРАДИГМЫ
  9. Глава 8 ГОРОДА И СЕЛЬСКАЯ МЕСТНОСТЬ
  10. Глава VI Карликовые двойные