Газета Троицкий Вариант 45 (19_01_2010)

Троицкий Вариант Газета

Эволюция светимости сверхновой SN2002bj. Кривые разного цвета соответствуют разным частям оптического диапазона. Серые — кривые блеска других сверхновых. Видно, что светимость падает очень быстро (из статьи arXiv: 0911.2699)

Сверхновая 2005E. Показана галактика NGC 1032, в которой произошла вспышка. Видно, что сверхновая находится «на задворках». Положение сверхновой указано стрелкой. Панели f-g показывают увеличенное изображение области со сверхновой (место выделено кружком) до и после взрыва. Не видно ни области звездообразования, ни прародителя (из статьи arXiv: 0906.2003)

Наконец, была обнаружена слабая сверхновая

типа Ib (SN 2005E) с выбросом небольшого количества вещества и некоторыми аномалиями содержания элементов ( arXiv: 0906.2003 247 ). При этом взрыв произошел во внешних частях довольно близкой галактики NGC 1032. Т.е., по всей видимости, звезда не могла быть массивной. Все это дает авторам основания утверждать, что обнаружен новый тип сверхновых.

247

http://arxiv.org/abs/0906.2003

Диаграмма масса — радиус для нейтронных звезд. Зеленым и коричневым обозначены исключенные области. Фиолетовые кривые соответствуют разным уравнениям состояния вещества в недрах нейтронных звезд. Показаны большие области неопределенности и их центры, соответствующие возможным комбинациям массы и радиуса источника в Кассиопее А (из статьи arXiv: 0911.0672)

Некоторые нейтронные звезды видны прямо внутри остатков породивших их сверхновых. Одним из таких интересных примеров является остаток Кассиопея А. Если по данным о расстоянии, потоке и по спектральным данным мы попробуем определить размер излучающей области компактного источника в центре остатка, то он получается небольшим — что-то вроде километра. Но радиус нейтронной звезды — около 10 км. Само по себе это не является проблемой: на поверхности нейтронной звезды может быть горячее пятно. Однако если есть пятно, то мы должны видеть пульсации излучения. А в случае Кассиопеи А их нет. Для описания спектров остывающих нейтронных звезд очень важно учитывать свойства их атмосфер. Для Кассиопеи А пробовали разные варианты состава атмосфер, но только сейчас, похоже, удалось все удовлетворительно описать ( arXiv: 0911.0672 248 ). Авторы рассмотрели углеродную атмосферу в слабом магнитном поле. При таких предположениях удалось описать все, что нужно. Теперь нет нужды в горячем пятне для объяснения отсутствия пульсаций.

248

http://arxiv.org/abs/0911.0672

Изображение остатка сверхновой Кассиопея А по данным «Чандры» (Credit: NASA)

Два интересных результата связаны с радиопульсарами. Во-первых, прямые измерения, проведенные с помощью радиоинтерферометров со сверхдлинными базами (Very Long Baseline Interferometry — VLBI) дали очень большое расстояние до двойного пульсара J0737–3039A/B ( arXiv: 0902.0996 249 ). Прежняя оценка увеличена примерно вдвое. Теперь это 1150(+220 -150) парсек. Заодно подтверждена (и, разумеется, уменьшена) оценка трансверсальной (перпендикулярной к лучу зрения) скорости. Теперь она получается менее 10 км/с. Первое важно для оценок темпа слияния нейтронных звезд. Второе — для изучения механизмов взрыва сверхновой.

249

http://arxiv.org/abs/0902.0996

Во-вторых, найдено наблюдательное свидетельство в пользу важного эпизода в жизни нейтронных звезд в тесных двойных системах. Астрономы знали, что есть миллисекундные пульсары (в том числе и в двойных системах), знали о маломассивных рентгеновских двойных. Долго не удавалось наблюдать непосредственным образом, как нейтронные звезды в аккрецирующих маломассивных двойных раскручиваются до миллисекундных периодов. Потом (во многом благодаря спутнику RXTE) удалось увидеть и это. Но все равно хочется больше промежуточных звеньев. К радости астрономов радиоисточник FIRST J102347.67+003841.2, в котором подозревали наличие аккреции на компактный объект, вдруг успокоился, мерцания прекратились, и там «вылупился» нормальный миллисекундный пульсар — то самое недостающее звено 250 в эволюции этих объектов.

250

http://grani.ru/Society/Science/m.151463.html

Положение V404 Лебедя в семь моментов наблюдения. Извилистость траектории показывает параллактическое смещение. Это позволяет определить расстояние (из статьи arXiv: 0910.5253)

Что касается черных дыр, то тут мы отметим три результата. Во-первых, используя данные наблюдений на VLBI, удалось достаточно точно определить расстояние до двойной системы V404 Лебедя, где есть кандидат в черные дыры ( arXiv: 0910.5253 251 ). Расстояние равно 2,25–2,53 кпк — меньше, чем считалось ранее. Это важно, поскольку уменьшаются и оценки светимости во вспышках источника. В частности, вспышки, считавшиеся сверхкритическими, оказываются субкритическими.

251

http://arxiv.org/abs/0910.5253

Параметры источника GX 339–4 в разные эпохи наблюдений. По горизонтальной оси отложена светимость в единицах критической. На верней панели показан внутренний радиус аккреционного диска в единицах шварцшильдовского радиуса. На нижней — ширина спектральной линии (из статьи arXiv: 0911.2240)

Во-вторых, были получены детальные спектроскопические данные для кандидата в черные дыры GX 339–4 ( arXiv: 0911.2240 252 ). В частности, хорошо измерена линия железа. Определение параметров системы по профилю линии позволяет выявить внутреннюю границу аккреционного диска. Это довольно стандартная методика. Но есть и новость. Показано, что радиус внутренней границы диска при низкой светимости существенно больше, чем при более высоких. Т.е. впервые отчетливо продемонстрировано, что, как и предполагалось в стандартных моделях, на низкой светимости диск существенно отстоит от черной дыры.

252

http://arxiv.org/abs/0911.2240

Область галактического центра и Sgr B2. Изображение получено наложением субмиллиметровых данных (красный цвет) и инфракрасных (синий и зеленый). Фото: ESO

Если в центре Галактики находится не черная дыра, а какой-то объект с поверхностью, то падение вещества на нее должно приводить к излучению. На рисунке показаны различные ограничения на отношение светимости от поверхности к наблюдаемой светимости. Разрешенным является только левый нижний угол. Это соответствует тому, что 99,6% энергии излучается (в виде частиц или фотонов) до выпадения вещества на поверхность. Такая большая доля противоречит всем известным моделям. Поэтому авторы говорят о том, что поверхности просто нет, т.е. мы имеем дело с черной дырой (из статьи arXiv: 0903.1105)

Третий «чернодырный» результат, о котором хочется упомянуть, для многих будет особенно интересен. Утверждается ( arXiv: 0903.1105 253 ), что можно показать наличие горизонта событий у центрального объекта нашей Галактики (т.е. доказать, что он действительно является сверхмассивной черной дырой). На самом деле, конечно, речь идет о том, что в рамках некоторых наиболее разумных моделей в свете новых наблюдательных данных наличие горизонта неизбежно, но это тоже немало. Бродерик, Лёб и Нараян, используя данные миллиметровых и инфракрасных наблюдений Sgr A*, пишут, что низкая светимость источника свидетельствует о том, что там отсутствует поверхность. Наблюдаемая светимость составляет лишь 0,4% от того, что может давать аккреция на поверхность.

253

http://arxiv.org/abs/0903.1105

Распространение лучей света вблизи шварцшильдовой (невращающейся) черной дыры. Синим показаны лучи, изначально направленные от черной дыры, красным — внутрь, а зеленым — те, которые были испущены перпендикулярно направлению на центр дыры (из статьи arXiv: 0903.1105)

Вероятнее всего, с рождением черных дыр связаны обычные (длинные) космологические гамма-всплески. В 2009 г. был получен новый интересный результат и на эту тему. Был обнаружен ( arXiv: 0906.1577 254 , arXiv: 0906.1578 255 ) всплеск на красном смещении 8,3. Среди объектов с достоверно измеренным красным смещением это рекорд: объект дальше всех галактик и квазаров.

254

http://arxiv.org/abs/0906.1577

255

http://arxiv.org/abs/0906.1578