книги из ГПНТБ / Горбацкий, В. Г. Новоподобные и новые звезды

Предисловие

Вспышки новых звезд представляют собой одно из наиболее известных астрономических явлений. За мно­ гие годы наблюдений накоплено огромное количество сведений о внешних проявлениях вспышек. Системати­ зация этого материала позволила достичь значительного прогресса в понимании физических процессов, происхо­ дящих в сбрасываемой при вспышке оболочке звезды. Результаты проделанной астрофизиками всего мира ра­ боты отражены во многих монографиях и обзорных ста­ тьях. Однако о природе самих новых звезд и происхожде­ нии вспышек до последнего времени почти ничего не было известно и сколько-нибудь полного обсуждения ука­ занных проблем в монографической литературе нет.

В шестидесятые годы был установлен фундаменталь­ ный факт принадлежности новых к тесным двойным систе­ мам звезд карликов. Этот класс звездных систем, имеющих широкое распространение, включает в себя и ряд эруптив­ ных звезд других типов, а также многие объекты, вспыш­ ки которых не наблюдались. Такие системы теперь объе­ диняются названием «новоподобные». Детальное изуче­ ние их только начинается. Тем не менее уже имеющиеся результаты указывают на весьма значительную роль но­ вых и новоподобных звезд в эволюции Галактики.

Главным фактором, обусловливающим различные про­ явления активности таких систем, является, по-видимому,

Г Л А В А I

*

Новоподобные и новые звезды как двойные системы

§ 1. Общие сведения

Главным признаком, по которому выделяют новые звезды, является очень сильное, в десятки и сотни тысяч раз, и быстрое — за несколько суток — возрастание блес­ ка звезды, называемое вспышкой. Происходящий вслед за этим спад блеска может протекать по-разному, но у всех новых через несколько десятков лет после вспышки блеск становится близким к первоначальному (довспышечяому). У большинства новых вспышка наблюдалась лишь однаж­ ды — такие звезды названы типичными новыми. Некоторые звезды (пока известно всего восемь таких объектов) вспы­ хивали за время наблюдений по нескольку раз. Их отно­ сят к повторным новым.

Далеко не все вспышки новых, случающиеся в Галак­ тике, наблюдаются. Если вспышка происходит в удален­ ной от Солнца области, она остается незамеченной, в частности, из-за сильного межзвездного поглощения. Со­ временная оценка частоты вспышек новых в Галактике приводит к величине около 30 вспышек за год. Это зна­ чение частоты подтверждается наблюдениями новых в однотипной с нашей галактике М 31. Если за время су­ ществования Галактики частота вспышек оставалась по­ стоянной, то общее число вспышек в ней должно быть порядка 1012, что гораздо больше количества звезд в Галактике. Вместе с тем известно, что далеко не все звезды вспыхивают как новые. Следовательно, те из них, которые способны испытывать вспышки, должны были вспыхивать по многу раз. Поэтому разделение новых на типичные и повторные является условным. По-видимому, типичные новые также вспыхивают неоднократно, но интервалы между вспышками у них продолжительнее, чем у повторных новых.

8 ГЛ. I. НОВОПОДОБНЫЕ II НОВЫЕ ЗВЕЗДЫ КАК ДВОЙНЫЕ

При вспышке новой от звезды отрываются внешние слои, образующие быстро расширяющуюся оболочку. Мас­ са вещества, теряемого звездой при вспышке, сравнитель­ но мала — около 10~4 ЭД0 . Такая потеря массы не должна сама по себе приводить к существенным изменениям струк­ туры звезды. Поэтому у одной и той же звезды возможен ряд вспышек.

Расширяющаяся оболочка обеспечивает почти все ви­ димое излучение звезды при вспышке, и наблюдения новых звезд во время вспышек это, по существу, наблю­ дения небулярных оболочек. Исследованию физических процессов в таких оболочках посвящено огромное число работ и благодаря им развитие вспышки во времени изучено весьма полно. Результаты этих исследований излагаются во многих обзорных статьях и монографиях (см. например, [1] — [4]). Что же касается свойств самих звезд, испытывающих вспышки, то о них до последнего времени почти ничего не было известно.

Вполне очевидно, что изучение новых звезд вне вспы­ шек необходимо для решения главной проблемы — вы­ яснения источников гигантской энергии вспышки, превос­ ходящей 10‘15 эрг, а также механизма взрывоподобного освобождения этой энергии. Изучение повторных новых звезд для решения указанной задачи является весьма существенным. Вспышки повторных новых по наблю­ даемым характеристикам аналогичны вспышкам типич­ ных новых, отличаясь лишь масштабом — высвобожда­ емая энергия у повторных новых на 2—3 порядка мень­ ше. Поэтому есть все основания считать механизм в обоих случаях одинаковым. Повторные новые можно наблюдать систематически и получать, таким образом, сведения о состоянии звезды до вспышки. Типичные же новые вспы­ хивают неожиданно и подобные наблюдения пока не осу­ ществимы. Кроме того, повторная новая быстро возвра­ щается к своему обычному состоянию и присутствие обо­ лочки мало сказывается на ее наблюдаемом излучении. Следовательно, оказывается возможным непосредственно изучать состояние звезды вскоре после вспышки.

Новые и повторные новые звезды вне вспышек являют­ ся очень слабыми объектами — в подавляющем большин­ стве не достигающими даже видимой зв. величины -|12т . Возможность точных фотометрических и спектр оскопи-

веских наблюдений их появилась лишь после постройки крупнейших телескопов. Одним из важнейших открытий, определившим направление дальнейших исследований структуры новых звезд, было обнаружение в 1954 г. двойственности Новой Геркулеса 1934 (DQ Нет) [8]. Эта звездная система оказалась тесной, с периодом 4h39m, и состоящей из двух карликовых звезд. В последующее десятилетие было установлено, нто все достаточно полно изученные бывшие новые и повторные новые звезды вхо­ дят в состав тесных двойных систем звезд карликов [51. Таким образом, была выделена группа звезд, испытываю­ щих вспышки. Сейчас общепринято считать, что вообще все новые и повторные новые звезды должны входить в состав тесных двойных систем. Характеристики некото­ рых из этих систем приведены в табл. 1.

Т а б л и ц а 1

Характеристики некоторых бывших новых и повторных новых ввезд

По чисто фотометрическим признакам, а именно по происходящему время от времени внезапному значитель­ ному повышению блеска (на Зт —4т ), переменные звезды некоторых типов давно называют новоподобными. К ним относят, в частности, звезды типа U Близнецов. В течение