Далеко не все черн
ые дыры в двойных системах так себя ведут. Считается, что для того чтобы по
явились струи, релятивистский объект должен быть, во-первых, черной дыро
й. В крайнем случае, нейтронной звездой без сильного магнитного поля, что
бы магнитное поле не поломало аккреционный диск (на картинке как раз акк
реционный диск), чтобы газ дошел буквально до центра, до радиуса Шваршиль
да, тогда появляется возможность выброса струй.
В.С. Здесь на картинке мы можем видеть как раз ту систему, котор
ую мы долго описывали, тесную двойную, где с нормальной звезды идет струя
вещества и бьет на черную дыру. И вещество закручивается в кольцо, в диск в
округ черной дыры, потому что оно не может прямо на него упасть из-за того,
что происходит вращение системы вокруг общего центра масс. Вещество дол
жно как-то терять свой угловой момент, как спутник-ракета вокруг Земли кр
утится, и чтобы упасть на нее, на Землю, нужно затормозиться, потерять угло
вой момент, и здесь точно также. В диске потеря углового момента происход
ит из-за трения соседних слоев, вращающихся с разной скоростью. При этом в
ыделяется очень большая энергия.
А.Г. Простите, еще один вопрос. А где находится центр массы тако
й системы, потому что ведь черная дыра…
В.С. Центр массы зависит от массы черной дыры. Нормальная звезд
а Ц порядка массы Солнца, наверное, в так называемых маломассивных рент
геновских двойных, или больше гораздо, если это рентгеновская двойная бо
льшой массы.
С.Ф. Центр массы посередине.
В.С. Это зависит от массы компонентов, где-то между ними находи
тся. Если массы равные, то посередине, и чем больше масса черной дыры по ср
авнению с массой звезды, тем ближе к черной дыре.
С.Ф. Механизм ускорения струй.
В.С. Сейчас такие струи, которые мы видели на предыдущей картин
ке, которые сейчас видим, наблюдаются практически у всех объектов с аккр
еционными дисками. Поэтому механизмов ускорения струй, скорее всего, нес
колько. Их, как минимум, известно три. Просто гидродинамические, когда изб
ыточное давление падающего вещества выбрасывает, выталкивает газ перп
ендикулярно диску в молодых звездах, когда давление излучения, давление
света просто выталкивает газ при сверхкритической аккреции, но об этом м
ы немножко позже поговорим. Или электромагнитный механизм. То есть когда
магнитным полем ускоряются частицы, и бьют такие две струи.
А.Г. Верните предыдущую картинку, я хочу уточнить о чем идет ре
чь. Вот эта вертикальная голубая струя…
В.С. Голубые объекты Ц это и есть струи. А желтенький вокруг Ц
это ветер, просто оттекающий от диска, с меньшей гораздо скоростью.
С.Ф. Центральная часть аккреционного диска более горячая, зде
сь художник это изобразил голубым, синим цветом.
А.Г. И энергия вертикального потока этих струй, которые выбрас
ываются, гораздо больше, чем энергия газа, который падает?
В.С. Нет.
А.Г. Тогда за счет чего достигается ускорение?
В.С. Дело в том, что энергии же не может взяться больше, чем она п
оступила. Поэтому источником энергии является гравитационная энергия
падающего вещества. Ее, естественно, должно быть больше, чем энергии отте
кающих струй.
А.Г. Понял, спасибо.
С.Ф. Можно так сказать, что там работает очень грубая и поэтому
правильная формула для потенциала, или для энерговыделения: в числителе
масса, в знаменателе Ц радиус. Масса Ц это масса черной дыры или централ
ьного объекта. А радиус Ц это радиус по диску. И ясно, что чем ближе подход
ит газ к черной дыре Ц радиус меньше в знаменателе, получается больше эн
ерговыделение. Там диск разогревается до огромных температур.
В.С. Миллионы градусов.
С.Ф. И существуют специфические механизмы, в частности, электр
омагнитный, когда вращающаяся черная дыра закручивает вокруг себя прос
транство, образуются магнитные поля, тороидальное магнитное поле, а элек
трическое поле направлено по оси вращения. Оно ускоряет заряженные реля
тивистские частицы Ц струи.
На предыдущей картинке были показаны как раз результаты наблюдения эти
х струй. Это знаменитый микроквазар, так называемый gamma-ray source GRS 1915+105. Его последо
вательно наблюдала группа Ральфа Спенсера, это европейская сеть радиот
елескопов со сверхдлинными базами. Масштаб здесь Ц миллисекунды дуги. П
оследовательно слева направо видна эволюция струй, после того как они бы
ли выброшены. Это картинки были получены через дни. Где-то там слева, соот
ветственно, не нарисован источник. И линии проведены так, что видно, что об
лака плазмы распространяются по баллистическим траекториям. В этих объ
ектах наблюдаются так называемые сверхсветовые скорости. Об этом, вероя
тно, в ваших передачах не говорилось. Скорость больше, чем скорость света,
запрещена. Но в космосе эти вещи наблюдаются. Это чисто релятивистские э
ффекты. Если источник движется примерно на наблюдателя со скоростью око
ло скорости света, то сам источник и кванты, излученные им (они движутся со
скоростью света), Ц все движется примерно со скоростью света. То есть ве
сь этот фронт не так уж далеко распространяется. Вся информация приходит
к нам сжатой во времени. Таким образом, объект мог 10 лет излучать, 10 лет двиг
алась эта струя. А мы наблюдаем всю картину за 10 дней. Перед нами картинка у
скоренно разворачивается.
В.С. Мы делим на 10 дней, хотя делить надо на 10 лет.
С.Ф. Такие сверхсветовые скорости наблюдаются в радиодиапазо
не, они наблюдаются и в квазарах, и в микроквазарах. Кстати, хотел сказать,
что где-то в начале 70-х годов, когда открыли сверхсветовые скорости, был бо
льшой шум.
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