Мечта Эйнштейна. В поисках единой теории строения - [38]
Вычисления показывают, что всё вещество, которое проходит через точку Лагранжа, будет закручиваться по спирали по направлению к B, образуя диск аккреции. Отдельные частицы газа в этом диске будут вести себя, как планеты в нашей Солнечной системе, в том смысле, что те, которые окажутся ближе к чёрной дыре, будут двигаться быстрее, чем те, которые дальше от неё (так же, как Меркурий обращается быстрее, чем Земля). Это создаёт довольно высокое трение между слоями, отчего газ нагревается. К тому моменту, когда он попадёт в чёрную дыру, его температура составит миллиарды градусов, что приведёт к возникновению сильного рентгеновского излучения.
Итак, наши поиски свидетельствуют о том, что основные кандидаты на роль чёрных дыр – двойные звёзды, но, так как размеры чёрных дыр крайне малы, их присутствие в системе будет незаметно. Сможем ли мы обнаружить такие системы? Астрономам они знакомы, их называют спектрально-двойными. Хотя в телескоп видна только одна звезда, учёные знают, что на самом деле их две. Это видно по спектральным линиям, которые смещаются, потому что длина волны испускаемого такой звездой света меняется из-за орбитального движения (это явление называется эффектом Доплера).
Прежде чем обсуждать источники рентгеновского излучения такого типа, сделаем краткий обзор истории развития рентгеновской астрономии. Земная атмосфера не пропускает рентгеновского излучения, а для того чтобы выйти за её пределы, нужны ракеты, зонды и спутники. Первая ракета, оборудованная приборами для обнаружения рентгеновского излучения, была запущена в 1962 году. Сразу же было обнаружено несколько рентгеновских источников; один из них – в созвездии Скорпиона. Позднее удалось показать, что этим источником является яркая голубая звезда, но не было доказательств, что она входит в двойную систему. В последующие годы во время новых полётов обнаружили и другие источники. Два особо интересных находятся в созвездиях Центавра и Геркулеса. Оба имеют высокую частоту пульсации и, по-видимому, входят в двойную систему, но ни один из них так и не удалось отождествить с чёрной дырой.
Запуск спутника для регистрации рентгеновского излучения UHURU (что на суахили означает «свобода»), произведённый в Кении в День независимости в декабре 1970 года, способствовал быстрому развитию рентгеновской астрономии. Вскоре был опубликован первый каталог источников рентгеновского излучения, обнаруженных этим спутником; в нём содержалось 100 наименований, 55 из которых представляли особый интерес (с неидентифицированным источником рентгеновского излучения). Вскоре всё внимание сконцентрировалось на одном из них, известном под названием Лебедь XI. Он часто пульсировал, но пульсация не походила на импульсы источников в созвездиях Геркулеса и Центавра: они были непериодическими. Краткий период пульсации показывал, что источник мал – размером с чёрную дыру. Наконец, в 1971 году был обнаружен оптический компонент системы (который нельзя увидеть невооружённым глазом). Система представляет собой спектрально-двойную с периодом вращения 5,6 суток, причём второй компонент (источник рентгеновского излучения) не виден. Главная звезда – голубой гигант, зарегистрированный в каталоге Генри Дрейпера под номером HD226868.
А какова масса этих источников? Раз можно определить спектральный класс главной звезды, то можно примерно подсчитать и её массу. Оказалось, что она примерно в 22 раза больше массы нашего Солнца. Зная это и сделав некоторые допущения, можно определить массу звезды-спутника: она равна примерно восьми массам Солнца и вполне может оказаться чёрной дырой. Короче говоря, мы имеем источник рентгеновского излучения, который относится к невидимому и, следовательно, малому объекту, в восемь раз массивнее Солнца, и вполне подходит на роль чёрной дыры. Поскольку главная звезда является голубым гигантом, то предполагается, что в чёрную дыру затягивается солнечный ветер, а не наружный слой самой звезды.
Бесспорно, самым подходящим, но не единственным кандидатом является Лебедь XI. Сходный источник (Циркуль XI) в созвездии Циркуля также привлекает в последнее время внимание астрономов. Это спектрально-двойная система с периодом обращения 16,6 дня. В отличие от источника Лебедь XI, его излучение временами пропадает, причиной чего может служить покрытие источника рентгеновского излучения основной звездой. Временные изменения сигнала столь же краткие, как и у Лебедя XI, что указывает на схожесть размеров. Основной в системе является слабая красная звезда; некоторые астрономы считают, что её цвет и низкая светимость объясняются тем, что она окружена пылевым облаком, которое и задерживает свет. Главная трудность, связанная с Циркулем XI, заключается в том, что его масса неизвестна. В этом отношении Циркуль XI – не столь удачный кандидат, как Лебедь XI.
