|
Многие аккреционные диски, по-видимому, пронизаны мощными турбулентными потоками и поэтому демонстрируют сильную переменность излучения. Хаотические изменения яркости, как это ни парадоксально, строго упорядочены: на фоне загадочных мерцаний вновь и вновь прослеживается характерная последовательность колебаний с определенной частотой (см. рис.). Рентгеновский спутник Rossi X-ray Timing Explorer, способный регистрировать быстрые изменения рентгеновского излучения, может помочь в изучении колебаний в аккреционных дисках вокруг нейтронных звезд и черных дыр звездной массы, превышающей массу Солнца в 4-15 раз.
Астрофизики не знают, каковы причины изменчивости и почему частоты колебаний именно таковы. Роберт Вагонер (R. Wagoner) из Стэнфордского университета предположил, что так проявляются дискретные моды колебаний диска, подобные гармоническим колебаниям скрипичной струны. Как звуки скрипки могут рассказать нам о натяжении и массе ее струн, так и наблюдаемые частоты колебаний аккреционного диска способны поведать о структуре диска и пространстве-времени вокруг нейтронной звезды или черной дыры.
Несмотря на то что большая часть гравитационной энергии падающего по спирали вещества в аккреционных дисках испускается в виде излучения, иногда часть энергии уносится ветром или струей частиц - джетом. Астрономы пытаются понять, как генерируются такие потоки и чем определяется разделение энергии аккреции на излучательную и кинетическую и каковы механизмы выброса частиц. Возможно, иногда отток вещества оказывает решающее влияние на аккреционный диск, поскольку он уносит наружу не только массу и энергию, но и существенную часть момента импульса.
Один из возможных механизмов формирования некоторых типов истечения - давление фотонов, излучаемых аккреционным диском. Обладая нулевой массой покоя, они, рассеиваясь в веществе, обмениваются импульсом с его частицами и таким образом оказывают на них давление. Молодые массивные звезды испускают мощное ультрафиолетовое излучение, которое давит на окружающие звезду атомы и ионы и уносит их прочь, создавая звездный ветер. Точно так же ультрафиолетовые фотоны аккреционных дисков вокруг белых карликов, в активных ядрах галактик или квазарах могут разгонять ветер от диска.
Некоторые объекты из числа молодых звезд или активных ядер галактик формируют быстрые и узкие потоки частиц - джеты, простирающиеся на расстояние в несколько световых лет у первых и на миллионы световых лет у вторых. Поскольку джеты на таком большом расстоянии сохраняют вид узкого пучка, то становится ясным, что здесь замешаны магнитные поля. Поскольку сам аккреционный диск, по-видимому, намагничен, его вращение может закручивать магнитные силовые линии в спираль, удерживая джет от расширения. Еще в 1980-х гг. Роджер Блендфорд (R. Blandford) и Дэвид Пэйн (D. Payne) из Калифорнийского технологического института предположили, что вращение диска может способствовать выбросу вещества наружу вдоль линий поля, обеспечивая начальное ускорение и увеличение массы джета. К сожалению, мы пока не знаем, как связать хаотическую магнитную турбулентность аккреционного потока в диске с гораздо более упорядоченной структурой магнитного поля в джете. Изучая магнитную турбулентность в различных условиях, мы стремимся понять суть явлений, демонстрируемых спиральными дисками. В том числе и аккреционный диск, который породил нашу Солнечную систему.
ДАЛЕЕ |
Астрономия Древних Греков