Они показали, что е
сли на чёрную дыру падает… Сама чёрная дыра невидима, потому что даже све
т не может вырваться за её пределы, но, если на чёрную дыру выпадает вещест
во не сферически симметричное, это очень важно: тогда вещество при выпад
ении на чёрную дыру достигает скоростей близких к скорости света и проис
ходит столкновение газовых струй. Для этого и нужна несферическая симме
трия. Естественно, если вы молотком бьёте по наковальне, она нагревается
до 5-10 градусов. А здесь у вас скорости столкновения это скорость света, 300 ты
сяч километров в секунду, поэтому плазма нагревается в ударных волнах до
температур в сотни миллионов градусов и выделяется огромная энергия в р
ентгеновских лучах, в тех самых рентгеновских лучах, которыми нас просве
чивают в медицинских кабинетах. Это электромагнитные колебания очень к
ороткой длины волны, порядка один ангстрем, а обычное оптическое излучен
ие это пять тысяч ангстрем. Итак, жёсткое электромагнитное излучение. К с
ожалению, земная атмосфера, а может быть и к счастью, для этого излучения н
епрозрачна; и только когда началась эра космических исследований после
запуска первого советского искусственного спутника Земли, появилась в
озможность наблюдать из космоса, за пределами земной атмосферы, рентген
овские источники. И вот ещё до начала эры рентгеновской астрономии вышли
две эти работы Зельдовича и Салпитера в 64-м году… Хотя первый рентгеновс
кий источник был открыт с борта ракеты в 62-м году, с ракеты «Аэроби», америк
анской, кстати, одним из экспериментаторов в этом проекте был Рикардо Дж
иакони, который в прошлом году получил Нобелевскую премию за рентгеновс
кую астрономию.
А начало эры рентгеновской астрономии связывают с 71-м годом, с запуском с
пециализированного спутника «УХУРУ». Это на языке одной из африканских
народностей означает «свобода». Этот специализированный спутник скани
ровал всё небо и открыл несколько сотен рентгеновских источников. И возн
икла проблема их оптического отождествления. Если это двойная система…
А вот как раз теория аккреции вещества на чёрные дыры в двойных системах
была развита уже несколько лет спустя учениками Якова Борисовича Зельд
овича это Шакура и Щуняев, Новиков и Торн, Прингл и Рис и другие. Они показа
ли, что если имеется двойная система, чёрная дыра и звезда типа Солнца, тог
да перетекание вещества от оптической звезды на чёрную дыру приводит к ф
ормированию диска. В диске тоже скорости в центре близки к скорости свет
а, и просто из-за взаимного трения слоёв происходит разогрев до температ
ур в сотни миллионов градусов, и мы видим рентгеновский ореол вокруг чёр
ной дыры, сама чёрная дыра не видна, но ореол в рентгеновских лучах виден.
Но вторая звезда не только является донором вещества она является пробн
ым телом, по движению которого можно определить массу, используя законы
Ньютона, и поэтому рентгеновская и оптическая астрономии прекрасно доп
олняют друг друга. Со спутника мы наблюдаем мощный рентгеновский поток,
который говорит о том, что есть компактный объект с радиусом меньше ради
уса Земли (это экспериментально измеренная величина) и с массой больше т
рех масс Солнца (то, что мы по оптической звезде меряем), а наземные наблюд
ения, обычные, оптические наблюдения с поверхности Земли, позволяют как
раз изучать движение оптической звезды и мерить массу невидимого рентг
еновского источника.
А.Г. Но при этом могут же возникать всякие неожиданности, скаже
м, система может оказаться не двойном, а тройной, чёрных дыр может оказать
ся не одна, а две…
А.Ч. Чтобы двойная система была устойчива, нужна иерархическа
я модель. Если третья звезда есть, она должна быть далеко, иначе система ра
спадётся это задача трех тел получается. Вот чтобы была ограниченная зад
ача трех тел, нужна, скажем, двойная система, а третий объект очень далеко;
в этом можно разобраться, всё это можно распутать.
Но хочу подчеркнуть, тут вы правы, что двойная система видна как точка, то
есть не видно отдельно ни чёрную дыру в рентгене, ни оптическую звезду; по
тому что размер орбит там порядка несколько радиусов Солнца, а расстояни
е тысячи световых лет, поэтому мы видим точку. Но в оптическом диапазоне э
та точка мигает с орбитальным периодом, мы меряем её изменения. Измеряя с
пектр по доплеровским смещениям линии, можно померить так называемую кр
ивую лучевых скоростей, то есть проекцию оптической скорости звезды на л
уч зрения. И вот это кривая изменения лучевых скоростей несёт информацию
о массе, а кривая блеска несёт информацию о наклоне орбиты двойной систе
мы; и таким образом оптические и рентгеновские наблюдения позволяют опр
еделить массу объекта и дать ограничения на радиус, что радиус меньше ра
диуса Земли.
Более тонкие ограничения на радиус даются по быстрой переменности. Рент
геновские излучение от многих аккрецирующих чёрных дыр (на которых выпа
дает вещество) переменно на временах до одной миллисекунды. Если мы возь
мём десять в минус третьей секунды, умножим на триста тысяч километров в
секунду (скорость света), то мы получим триста километров, это десять грав
итационных радиусов. А идея такая, что если у нас объект со временем перем
енности одна миллисекунда, значит, его размеры не могут существенно прев
ышать величины С на дельту Т, где дельта Т одна миллисекунда. Известно, что
планеты не мерцают, потому что их угловые размеры минута, а звёзды мерцаю
т, потому что у них очень маленькие угловые размеры, и когда свет звёзд про
ходит через земную атмосферу, он быстро преломляется и искажается.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89