Уникальный астрономический объект SS 433 (стр. 9 из 12)
Допустимо такое положение струй, при котором они перпендикулярны лучу зрения. В такие моменты (моменты b и d на рис. 14), лучевые скорости обращаются в нуль. Вычисленная ранее по данным об этих моментах скорость -
(см. (3.11)) является скоростью движения вещества в струях и она одинакова для обеих струй. Теперь становится ясным смысл результата (3.11): величина 
характеризует сразу обе излучающие области, потому что скорость выброса обеих струй одинакова.Скорость
составляет приблизительно одну четвертую часть скорости света. Это очень большая скорость, и потому сделанные нами предварительные оценки лучевых; скоростей (относящиеся к тому состоянию источника, которое наблюдалось летом 1978 г.) должны быть уточнены. С учетом релятивистского корня 
лучевые скорости оказываются одинаковыми по абсолютной величине: 
= 
==0,06с.Двойная система
Модель прецессирующих струй дает простой и красивый ответ на вопрос, как в одном источнике могут возникнуть три системы эмиссионных линий с их запутанными, на первый взгляд, изменениями во времени. Гораздо труднее ответить на вопрос, почему возникают и прецессируют струи, бьющие со скоростями, близкими к скорости света. Тщательные наблюдения и углубленный анализ данных позволят, как можно надеяться, приблизиться к пониманию физического механизма действующего источника SS 433. Накопление сведений продолжается, и ряд важных обстоятельств уже удалось выяснить.
Прежде всего, можно сделать определенное заключение о температуре газа в излучающих областях SS 433. Для водорода, эмиссионные спектры которого сильнее всех других линий в этом источнике, имеется характерная температура порядка 10 тысяч градусов; она определяет границу между ионизованным и не ионизованным состояниями газа. Если температура превышает 10 – 20 тысяч градусов, тепловые движения атомов столь энергичны, что при их столкновениях электронам может быть передана энергия, превышающая максимально возможную энергию электрона в атоме и, следовательно, достаточная для отрыва электронов от ядер. В таком состоянии имеются, свободные электроны и свободные ядра водорода – протоны, газ ионизован и представляет собой плазму. Когда электроны не связаны с ядрами в атомы, спектральные линии, соответствующие переходам электронов в атомах, возникать, очевидно, не могут. Так как в SS 433 линии наблюдаются, температура излучающих областей не превышает характерной температуры ионизации и 20 тысяч градусов – это для нее верхний предел.
Температура вещества в струях не может быть и слишком низкой – ведь совсем холодный газ линии не излучает. Скорее всего, температура излучающих областей SS 433 близка к 10 тысячам градусов. Средние скорости тепловых движений атомов при такой температуре, можно найти по общей формуле - кинетической теории газов;
(3.18)Здесь k=1,38·10-23Дж/К – постоянная Больцмана, mн=1,67·10-27 кг -масса атома водорода. При T=104 К
=2 ·104 м/с=20 км/с. Эта скорость в 4 тысячи раз меньше скорости движения струй. Такое значительное различие скоростей само по себе требует объяснения.Интересны соображения о собственной ширине струй. Струи не могут быть слишком широкими: будь их угол раствора
сравним с углом прецессии 
20°, вся картина была бы смазанной и нечеткой. Вместо линий в спектре источника имелись бы размытые полосы, соответствующее всем различным значениям лучевой скорости, которые она принимает на толщине струи. В действительности линии-спутники в SS 433 весьма узки, и в крайних положениях их толщина во всяком случае гораздо меньше расстояния до основной линии на шкале длин волн. По-видимому, угол раствора не больше 3-4°. Столь высокая степень направленности струй представляет собой, пожалуй, один из самых трудных вопросов в физике SS 433.Внимательное изучение основной излучающей области SS 433 обнаружило, что излучаемые ею линии не стоят на месте: они тоже совершают периодические смещения по шкале длин волн, но только гораздо более слабые, чем линии-спутники (потому-то эти движения и не сразу заметили). Эти слабые смещения соответствуют периодическим движениям с амплитудой (максимальным значением абсолютной величины) скорости около 70 км/с. Это в 1000 раз меньше скорости струй. Период слабых смещений равен 13 дням.
Период и скорость, соответствующие слабым смещениям эмиссионных линий из основной излучающей области, очень близки к тому, что обычно наблюдается в тесных двойных системах звезд. Довольно естественно понимать эти данные так, что в SS 433 имеются две звезды, совершающие периодические – с периодом 13 дней – движения вокруг их общего центра масс. Тогда традиционные методы астрономии, разработанные и испытанные в многочисленных наблюдениях двойных звезд, должны и здесь многое прояснить.
Действительно, детальные оптические наблюдения позволяют утверждать, что одна из звезд в SS 433 – обычная звезда спектрального класса О или В с массой в (10 – 20)
, температурой поверхности 20 тысяч градусов и радиусом в 2·10l9 м. С радиусом этой звезды сравним и размер двойной системы, т. е. расстояние между ее компонентами.Соображения, которыми обычно пользуются астрономы для определения расстояний до звезд (они связаны в первую очередь с интенсивностью линий поглощения, создаваемых в спектре источника межзвездным газом), позволили оценить и удалённость SS 433: источник находится до нас на расстоянии приблизительно в 5,5 кпк. Это гораздо больше расстояния до ближайших к нам звезд (несколько парсек), но все же заметно меньше поперечника Галактики (около 30 кпк).
Зная расстояние, можно по принимаемому потоку излучения оценить и полную энергию, испускаемую источником в единицу времени (если считать, что он одинаково светит во все стороны). Так найдена полная светимость SS 433: L=1032-1033 Вт, что в сотни тысяч или миллионы раз больше светимости Солнца. На свет струй приходится около одного процента полной светимости. Размеры их излучающих областей оцениваются в 1010м, что сравнимо с размером двойной системы.
SS 433 испускает не только оптическое, но также рентгеновское и радиоизлучение. На рентгеновской карте источника различают центральный источник рентгеновских лучей и протяженные вытянутые структуры с собственными размерами, значительно превышающими размеры двойной звездной системы. Сходное строение обнаруживается и по радиоастрономическим данным. Рентгеновская светимость составляет 3 ·1028 Вт, радиосветимость – 3 ·1025Вт.
Все это очень напоминает хорошо известную астрономам картину туманностей, которые остаются на небе от вспышек сверхновых звезд. Скорее всего, что и SS 433, т. е. двойная звезда вместе с протяженными областями, излучающими рентгеновские лучи и радиоволны, – результат вспышки сверхновой, происшедшей, насколько можно судить, десятки тысяч лет назад. Но если так, то можно высказать определенные догадки и о второй звезде, составляющей вместе с обычной звездой двойную систему SS 433. Она может быть компактным остатком сверхновой – нейтронной звездой или черной дырой. Согласно данным советского астронома А. М. Черепащука компактный объект в SS 433 может иметь массу до (4 – 5)
. При массе, превышающей предел в (3 – 3,5) 
, это должна быть черная дыра, а не нейтронная звезда.Как и в уже известных тесных двойных систему в SS 433 можно предполагать перетекание вещества с обычной звезды на компактный объект под действием его силы притяжения. Не исключено, что вещество захватывается на круговые орбиты, закручивается вокруг компактного объекта, прежде чем упасть на него, и образует довольно значительный по массе вращающийся диск, похожий по виду на кольца Сатурна. Предполагают, что именно из такого диска – вдоль его оси – и могли бы выбрасываться струи, обнаруженные в SS 433. Их могло бы питать вещество, перетекающее с обычной звезды на комнатный объект.
Что разгоняет вещество струй до релятивистских скоростей? Почему струи такие узкие? Какова причина и прецессии?
Эти важные вопросы ждут своего решения.
Но есть и еще один вопрос, возможно, самый важный и интересный. В явлениях совсем иного, гораздо большего масштаба, в мире гигантских радиогалактик и квазаров, известны выбросы и струи, непосредственно наблюдаемые по их оптическому и радиоизлучению. В некоторых-случаях вещество выбрасывается с явно релятивистскими скоростями. Узкие вытянутые структуры простираются на расстояния в десятки и сотни килопарсек. Не встречаемся ли мы здесь с явлением той же природы, что и в SS 433, но только увеличенным до огромных размеров? Или иначе – не служит ли SS 433 уменьшенной в 1010 – 1012 раз копией огромного «механизма», действующего в активных ядрах галактик и квазарах?