Уникальный астрономический объект SS 433 (стр. 8 из 12)
. 
=-57995 км/с знак « - » еще раз доказывает, что объект движется от нас, далее его мы не будем учитывать.Скорость выброшенного вещества для данных смещенных линий в спектре равна сумме полученных скоростей:
= + 
= 57995 + 17779 = 75774 км/с.Движущиеся линии
Тот факт, что в спектре SS 433 имеются три системы спектральных линий, означает, что в нем имеются, и три излучающие области: одна из них не движется относительно нас, а две другие движутся в разные стороны вдоль луча зрения. Чтобы получить представление о скоростях этих движений, воспользуемся данными, которые астрономы получили в наблюдениях лета 1978 г., когда началось изучение источника SS 433.
Измеренные тогда значения zВ и zr составляли: zB=-0.02, zR=0.l.
На основании формулы эффекта Доплера (3.11), находим для приближающейся к нам области
(3.15)Это соотношение содержит две неизвестные величины – полную скорость движения области
и ее проекцию на луч зрения 
. Если допустить, что отношение 
мало по сравнению с единицей, то лучевая скорость 
=0;02 с=6000 км/с.Это довольно большая скорость, если сравнить ее со скоростями движения звезд в Галактике; последние не превышают нескольких сотен километров в секунду. В пределах 100 – 300 км/с лежат лучевые скорости звезд, найденные А. А. Белопольским, а за ним и другими наблюдателями. Для движения звезд пренебрежение величиной
в знаменателе формулы эффекта Доплера вполне оправдано. В случае SS 433 речь явно идет о гораздо более быстром движении излучающей области, чем обычные движения звезд Галактики, Этим и полезна оценка лучевой скорости; но даваемое ею конкретное значение лучевой скорости следует все же принимать с осторожностью. В нашем распоряжении нет никаких независимых данных об угле 
, и строгим единственным результатом должно считаться соотношение (3.15), связывающее этот угол со скоростью Для удаляющейся от нас области излучения имеем
(3.16)В том же предположении
<<l находим лучевую скорость 
=-0,1 с=-30000 км/с. Лучевая скорость отрицательна, что и соответствует удалению источника, так как в этом случае 
<0. Эта скорость в 100 раз больше (по абсолютной величине) типичной скорости звезд в Галактике ~300 км/с, что подтверждает указание на особый, не звездный характер движения излучающих областей SS 433. Значения обеих лучевых скоростей 
и будут получены ниже.Ни в Галактике, ни вне ее никогда не наблюдалось прежде источника, который излучал бы сразу две системы линий, столь сильно сдвинутых от стандартных положений. Большие смещения в красную сторону спектра встречаются у квазаров, самых далеких объектов Вселенной. Во всех же известных до сих пор случаях смещения в голубую сторону абсолютное значение z меньше, по крайней мере, в 20-100 раз, чем у SS 433.
 |
Но самое удивительное было обнаружено в наблюдениях осени 1978 – весны 1979 гг. Американский астроном Б. Маргон и его сотрудники, наблюдая SS 433 в сентябре 1978 г., нашли эмиссионные линии-спутники на иных местах, чем за два месяца до того: они разъехались в разные стороны. Значения |zB| и zR возросли и продолжали затем возрастать до ноября 1978 г., пока не достигли максимальных значений |zB|max=0,l; (zR)mах=0,18. Затем началось уменьшение |zB| и zR, и в течение декабря, пока продолжались наблюдения, линии-спутники приближались к основным линиям спектра. Когда в марте 1979 г. наблюдения были продолжены (с декабря до февраля источник не виден), оказалось, что линии-спутники снова удаляются от основных линий; в конце апреля был достигнут новый максимум, причем |zB| и zR вновь приняли те же значения, что при первом максимуме.
Дальнейшие наблюдения (вплоть до последних данных, ставших известными к лету 1982 г.) подтвердили, что изменения смещений линий-спутников происходят с регулярной периодичностью. Все наблюдательные данные очень хорошо ложатся на две одинаковые по форме периодические кривые, сдвинутые друг относительно друга так, что максимуму одной отвечает минимум другой и наоборот (рис. 14). Период изменения смещений – 164 дня.[12]
Кроме момента максимальных значений |zB| и zR (он отмечен на рис. 14 буквой, а), имеются еще три других выделенных момента (отмеченных буквами b, с, d) на рис. 14. В момент b кривые пересекаются, величина красного смещения для обеих кривых одинакова и положительна по знаку: zB=0,04. В момент с достигаются значения (zB)c=-0.01 (zR)c=0,09. В момент d имеется второе за период пересечение кривых с тем же значением z, что и в момент b.
В каждый из моментов а, b, с, d сумма красных смещений по обеим кривым одинакова: zB+zR =0,08. Равенство суммы красных смещений имеется вообще в любой момент времени.
Понимая смещение линий в спектре источника как следствие движения двух излучающих областей, каждой из которых отвечает своя кривая на рис. 14, мы должны теперь считать, что это движение имеет периодический характер. Каждая из излучающих областей то приближается к нам, то удаляется от нас, и когда одна приближается, другая удаляется, и наоборот. Дважды за период области меняются местами: та, что приближалась, начинает удаляться, а та что удалялась, начинает приближаться. В эти моменты (b и d на рис. 14) лучевые скорости излучающих областей должны, очевидно, обращаться в нуль.
То обстоятельство, что при обращении в нуль лучевых скоростей красное смещение остается отличным от нуля, указывает на важность релятивистского эффекта замедления времени; он учитывается корнем в формулах эффекта Доплера. Для момента b, когда лучевая скорость
=0, находим значение полной скорости, соответствующее красному смещению zb=0,04: 
(3.17)Это весьма значительная скорость, и ее значение характеризует обе излучающие области – факт, который имеет немалое значение для понимания всей картины.
Прецессия струй
Остроумную интерпретацию кинематики излучающих областей SS 433 предложили английские астрофизики А. Фабиан и М. Рис. Согласно их идее в источнике имеется центральное тело, из которого истекают в противоположных направлениях две струи газа. С центральным телом связана основная излучающая область, которая дает несмещенные спектральные линии, а струи – это области, из которых исходят смещенные линии излучения.
Далее, направление, вдоль которого выбрасываются струи, не остается неизменным во времени. Линия струй совершает обращение вокруг некоторой оси. Движение линии струй похоже на вращение оси волчка, запущенного так, что эта ось не вертикальна: ось волчка медленно (медленнее, чем вращение волчка) вращается вокруг вертикали. Такое периодическое движение оси волчка (или гироскопа) называют прецессией.
Эта модель способна полностью воспроизвести кривые красного смещения на рис. 14. Нужно только должным образом подобрать скорости струй, ориентацию оси прецессии относительно земного наблюдателя и угол, который струи составляют с осью прецессии (рис.15)
 |
В самом деле, когда в движении одной из струй имеется составляющая вдоль луча зрения, направленная к нам, в движении другой струи будет составляющая, направленная по лучу зрения от нас. Это дает соответственно голубую и красную системы линий-спутников.
Из-за прецессии струй их ориентация относительно наблюдателя изменяется; периодически во времени изменяется угол, который линия струй составляет с лучом зрения. Вместе с этим углом периодически изменяются и лучевые скорости струй. Ничто не мешает выбрать период прецессии равным наблюдаемому, т. е. 164 дням.
Из того, что сумма красных смещений обеих областей всегда одна и та же следует, что лучевые скорости струй в каждый момент времени равны по величине и противоположно направлены. Это возможно, очевидно, лишь в том случае, если абсолютные величины скорости обеих струй равны.