Выпуск 332. 01-31 декабря 2015

arxiv:1512.01220 Разрешенная структура магнитного поля и переменность вблизи горизонта событий Стрельца A* (Resolved Magnetic-Field Structure and Variability Near the Event Horizon of Sagittarius A*)
Authors: Michael D. Johnson et al.
Comments: 51 pages, Accepted for publication in Science; includes Supplementary material

Авторы рапортуют об обнаружении упорядоченной структуры магнитного поля на расстоянии 6 шварцишльдовских радиусов от Стрельца A*. Также обнаружена переменность, связанная с этой структурой.

Результат получен на длине волны 1.3 миллиметра с помощью интерферометрии со сверхдлинной базой (проект Event Horizon Telescope). Основные результаты видны на красивом рис. 3 в статье.


Выпуск 328. 01-31 августа 2015

обзор arxiv:1508.03067 Затменное картирование: астротомография аккреционных дисков (Eclipse Mapping: Astrotomography of Accretion Discs)
Authors: Raymundo Baptista
Comments: To appear in "Astronomy at High Angular Resolution - A compendium of techniques in the visible and near-infrared", Springer ASSL series, eds. H.M.J. Boffin, L. Schmidtobreick, G. Hussain and J.P. Berger., 22 pages, 9 postscript figures

Хотя мы не можем рассмотреть аккреционные диски - они слишком маленькие, - в некоторых затменных системах можно строить их карты. При этом обнаруживается много интересных структур: спиральные волны, эллиптическая форма диска и т.д. В обзоре дается достаточно полное описание того, как это делают. С картинками.


Выпуск 325. 01-31 мая 2015

обзор arxiv:1505.02172 Аккреционные диски черных дыр (Black hole accretion discs)
Authors: Jean-Pierre Lasota
Comments: 41 pages, 11 figures, To be published in: "Astrophysics of Black Holes - From fundamental aspects to latest developments", Ed. Cosimo Bambi, Springer: Astrophysics and Space Science Library.

Очень подробное описание. Настоящая радость для студентов. Более 200 только пронумерованных формул на менее чем 40 страницах. Если бы студенты себе такие шпаргалки ставили, то за это сразу надо зачет давать.


Выпуск 321. 01-31 января 2015

arxiv:1501.03180 Черная дыра с массой 400 солнечных в ультрамощном рентгеновском источнике M82 X-1, аккрецирующая почти на эддингтоновском пределе (A 400 solar mass black hole in the Ultraluminous X-ray source M82 X-1 accreting close to its Eddington limit)
Authors: Dheeraj R. Pasham et al.
Comments: Nature, Volume 513, Issue 7516, pp. 74-76 (2014)

Прошлогодняя статья. Даже попала в мои "итоги года". Наконец-то авторы положили ее в Архив.

Это, пожалуй, одно из двух самых сильных свидетельств, что в некоторых (!) ультрамощных источниках действительно сидят черные дыры промежуточных масс (второй пример - источник HLX-1, про него в 2014 тоже были работы. и тож попали в итоги года).


Выпуск 318. 01-31 октября 2014

arxiv:1410.3590 Ультрамощный рентгеновский источник с аккрецирующей нейтронной звездой (An Ultraluminous X-ray Source Powered by An Accreting Neutron Star)
Authors: M. Bachetti et al.
Comments: 24 pages, 5 figures, 4 tables, Nature 514, 202-204 (09 October 2014)

Наконец-то появилась очень важная статья. Люди годами спорили: сидят ли в ультрамощных рентгеновских источниках (УМРИ) обычные черные дыры или черные дыры промежуточных масс. А тут наглядно показано, что в одном из УМРИ сидит нейтронная звезда!

В данном случае, по всей видимости, мы видим сильно направленное излучение (как в прожекторе), поэтому нам кажется, что источник имеет большую полную светимость. Но на самом деле не во все стороны он светит так сильно.

Как бы то ни было, источник очень интересный.


arxiv:1410.4250 Масса менее 15 солнечных у черной дыры в ультрамощном источнике (A mass of less than 15 solar masses for the black hole in an ultraluminous X-ray source)
Authors: C. Motch et al.
Comments: 49 pages, Nature, 514, 198-201

Для одного из ультрамощных источников получен хороший верхний предел на массу черной дыры. Он равен 15 солнечным массам. Т.е., это обычная черная дыра (не промежуточной массы). Соответственно, авторы полагают, что тут речь идет о сверхкритической аккреции.


обзор arxiv:1410.8132 Аккрецирующие черные дыры (Accreting Black Holes)
Authors: Mitchell C. Begelman
Comments: 18 pages, 2 figures. To be published in the proceedings of the 26th Solvay Conference on Physics: "Astrophysics and Cosmology", R. Blandford and A. Sevrin, eds., World Scientific

Полезный обзор по аккреции на черные дыры. Обзор без формул. Мне кажется, особенно полезно будет студентам, которые пытаются разобраться с формулами по другим обзорам и работам, т.к. здесь ясно показаны основные идеи и принципы, которые не всегда ясны новичкам прямо из формул.

Аккреция

Выпуск 310. 01-28 февраля 2014

миниобзор arxiv:1402.1903 Теория дисковой аккреции на замагниченные звезды (Theory of Disk Accretion onto Magnetic Stars)
Authors: Dong Lai
Comments: 13 pages, 5 figures. EPJ Web of Conferences (Vol.64) "Physics at the Magnetospheric Boundary", Geneva, Switzerland, 25-28 June, 2013, eds. E. Bozzo et al.

Краткий, но емкий обзор по взаимодействию вещества в диске с магнитным полем аккретора (в основном, конечно, речь идет о нейтронных звездах, но не только). Всем, кто близок к теме, рекомендуется.


Выпуск 309. 01-31 января 2014

обзор arxiv:1401.0586 Горячие аккреционные потоки вблизи черных дыр (Hot Accretion Flows Around Black Holes)
Authors: Feng Yuan, Ramesh Narayan
Comments: 69 pages, 9 figures; to appear in Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics (2014)

Большой обзор по физике аккреции. Но речь идет не о плотных дисках, состоящих из относительно холодного вещества, а о течении горячего газа. Такие системы чато связаны с ветрами и струйными истечениями. Видимо, именно такая ситуация актуальна для центра нашей Галактики. В общем - интересно. Хотя обзор, все-таки, для специалистов (и теоретиков, и наблюдателей, т.е. с точки зрения теоретика статья не перегружена формулами и изобилует отсылками к фактическим данным).


Выпуск 308. 01-31 декабря 2013

обзор arxiv:1312.1438 Наблюдательные тесты картины дисковой аккреции (Observational tests of the picture of disk accretion)
Authors: Thomas J. Maccarone
Comments: 21 pages, 3 figures, accepted for publication in ISSI book on black holes in Space Science Reviews

Обзор является частью сборника по аккреции на черные дыры и посвящен тому, как с помощью наблюдений можно что-то узнать о параметрах аккреционных течений. Статья получилась, на мой взгляд, довольно "лоскутной", т.е. цельной картины из нее не возникает. Тем не менее, тем, кто по своей тематике близок к обсуждающимся вопросам, будет полезно и местами интересно.


Выпуск 307. 19 октября - 30 ноября 2013

arxiv:1310.7238 Открытие взрывного рентгеновского транзиента нового типа вблизи М86 (Discovery of a new kind of explosive X-ray transient near M86)
Authors: P.G. Jonker et al.
Comments: 8 pages, 5 figures, accepted for publication in ApJ

Типично астрономическое открытие: вспыхнуло неизвестно что, неизвестно где, да ив спыхнуло как-то по-новому.

Изучая архивные данные Чандры, авторы обнаружили транзиент. Расстояние неизвестно, в других диапазонах никаких данных, транзиент "из пустого места", но вблизи есть галактика М86. Авторы полагают, что совпадение не случайно. И на этом строят свою интерпретацию (приливной разрыв белого карлика черной дырой промежуточной массы - около 10 000 масс Солнца, - в слабом шаровом скоплении, которое не видно). Но авторы понимают, что интерпретация отчасти построена на песке, а потому обсуждают и другие варианты.


Выпуск 306. 01-18 октября 2013

миниобзор arxiv:1310.0815 Меню для черных дыр (Menus for Feeding Black Holes)
Authors: Bence Kocsis, Abraham Loeb
Comments: 27 pages. Accepted for publication in Space Science Reviews. Also to appear in hard cover in the Space Sciences Series of ISSI "The Physics of Accretion onto Black Holes" (Springer Publisher)

Хороший обзор по аккреции на черные дыры. Без ненужных деталей, но при этом все самое важное включено. Как раз для студентов.


Выпуск 296. 01-15 февраля 2013

обзор arxiv:1302.0500 Оседающая аккреция на медленно вращающиеся рентгеновские пульсары (Settling accretion onto slowly rotating X-ray pulsars)
Authors: N. I. Shakura, K. A. Postnov, A. Yu. Kochetkova, L. Hjalmarsdotter
Comments: LaTeX, 41 pages, 4 figures, accepted for publication in Physics-Uspekhi (translation from the Russian paper to appear in Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 2013);

Подробно изложена новая модель квазисферической аккреции. Она позволяет успешно описать некоторые наблюдательные проявления аккрецирующих нейтронных звезд в тесных двойных системах, которые ранее выглядели довольно загадочно.

Существенно, что статья принята в УФН, т.е. будет и доступный по сети вариант на русском языке.


Выпуск 295. 17-31 января 2013

обзор arxiv:1301.5572 Основы магнитогидродинамики для астрофизиков (Essential Magnetohydrodynamics for Astrophysics)
Authors: H. C. Spruit
Comments: 73 pages, 23 Figures

По сути, все сказано названием и именем автора. Добавлю только, что есть еще задачи (без решений) и полезное приложение (студенты оценят).


Выпуск 291. 15-30 ноября 2012

arxiv:1211.3651 Выстраивание замагниченных аккреционных дисков и релятивистских струй за счет вращения черных дыр (Alignment of Magnetized Accretion Disks and Relativistic Jets with Spinning Black Holes)
Authors: Jonathan C. McKinney et al.
Comments: 14 main + 29 supplemental pages, 3 total figures, 3 total tables, published in Science (Science Express Nov 15, 2012)

Почему тонкие диски вокруг черных дыр лежат в плоскости экватора - было ясно. А вот толстые ... Авторы представляют результаты численного моделирования. Согласно им и толстые диски ложатся в экваториальную плоскость. Если черная дыра достаточно быстро вразается, то внутренни части диска одатся в экваториальную плоскость, джеты бьют перпендикулярно ей (в направлении оси вращения), и. в итоге, и внешние части диска принимают "правильное" положение.


Выпуск 290. 01-15 ноября 2012

миниобзор arxiv:1211.2146 Проверка Общей теории относительности с помощью аккрецирующих черных дыр (Probing General Relativity with Accreting Black Holes)
Authors: A. C. Fabian
Comments: 9 pages, 10 figures, for Proceedings of IAU Symposium 290, Feeding compact objects: Accretion on all scales, eds C.M. Zhang, T. Belloni, M. Mendez & S.N. Zhang

Заголовок не вполне отражает суть, а отражает выраженную в конце обзора надежду. Тем не менее. В заметке полно, но достаточно популярно рассмотрены многие интересные эффекты, наблюдающиеся у источников с аккрецирующими черными дырами и связанные с эффектами сильной гравитации.


Выпуск 287. 01-20 сентября 2012

обзор arxiv:1209.4302 Эволюция с общей оболочкой: ге мы стоим и как мы можем двигаться вперед (Common Envelope Evolution: Where we stand and how we can move forward)
Authors: N. Ivanova et al.
Comments: 85 pages (11 chapters, 2 appendixes), 10 figures. Resubmitted to AARv incorporating editor's comments (initial submission Jan 2012)

Одним из самых непонятных процессов в эволюции тесных двойных систем остается стадия с общей оболочкой. На этой стадии орбита системы должна существенно уменьшаться, но детали остаются неясными. В обзоре представлено современное состояние дел. Причем, авторы пытаются делать упор не на наблюдения или популяционный синтез, а на физическое понимание процессов.


Выпуск 281. 01-15 июня 2012

обзор arxiv:1206.2727 Аккрецирующие миллисекундные пульсары (Accreting Millisecond X-Ray Pulsars)
Authors: A. Patruno, A. L. Watts
Comments: 57 pages, Review to appear in "Timing neutron stars: pulsations, oscillations and explosions", T. Belloni, M. Mendez, C.M. Zhang Eds., ASSL, Springer

Первый аккрецирующий миллисекундный пульсар был идентифицирован в 1998 году. Сейчас их известно 14. Таких объектов должно быть довольно много, но обнаружить миллисекундные пульсации у таких рентгеновских источников непросто.

В обзоре дается подробный обзр как наблюдательных данных, так и понимания физики процессов, протекающих в этих источниках. В частности, детально рассматриваются термоядерные вспышки и квазипериодические осцилляции.


Выпуск 278. 18-30 апреля 2012

arxiv:1204.4480 Определение структуры аккреционного диска через зависящее от энергии микролинзирование в рентгеновском диапазоне (Revealing the Structure of an Accretion Disk Through Energy Dependent X-ray Microlensing)
Authors: G. Chartas et al.
Comments: 20 pages, includes 10 figures, submitted to ApJ

Существует один красивый эффект. Допустим, мы наблюдаем линзированный квазар. Т.е., на пути луча от далекого квазара есть галактика, выступающая в роли гравитационной линзы. А в этой галактике есть звезды. Так вот, становится вероятным микролинзирование квазара на звездах галактики-линзы. В оптике это регулярно наблюдается. Удивительно то, что это позволяет восстановить размер диска, видимого в разных длинах волн. По сути, можно определять структуру диска - тестировать модели аккреции. теперь это возможно и в рентгеновской области.


Выпуск 272. 19-31 января 2012

arxiv:1201.5680 Распределение энергии в ультрафиолетовой части спектра черных дыр и нейтронных звезд в спокойном состоянии (The Ultraviolet Spectral Energy Distributions of Quiescent Black Holes and Neutron Stars )
Authors: R.I. Hynes, E.L. Robinson
Comments: 16 pages, Accepted for publication in the Astrophysical Journal

Речь идет об аккрецирующих компактных объектах в тесных двойных системах. В некоторых из таких систем поток рентгеновского излучения то возрастает, то уменьшается. Состояние с низким потоком называют спокойным. Давно обсуждается, можно ли надежно отличить систему с нейтронной звездой от системы с черной дырой. Авторы делают новый важный шаг в этом направлении.

У систем с нейтронной звездой рентгеновская светимость выше ультрафиолетовой, у черных дыр - наоборот. Отношение потоков должно лучше дискриминировать между системами с черными дырами и нейтронными звездами. И причина должна быть более хитрой, чем просто разница в темпе аккреции.


Выпуск 271. 01-18 января 2012

миниобзор arxiv:1201.2060 Теория аккреционных дисков после Шакуры и Сюняева (Accretion Disc Theory since Shakura and Sunyaev)
Authors: Andrew King
Comments: 5 pages, to appear in proceedings of `The Golden Age of Cataclysmic Variables', Memorie Societa' Astronomica Italiana, 2012 (F. Giovannelli and L. Sabau-Graziati eds.)

В короткой заметке во-первых рассказывается, чем так важна статья Н.И. Шакуры и Р.А. Сюняева (1973), посвященная теории дисковой аккреции (до публикации результатов работы спутников COBE и WMAP это была самая цитируемая статья в астрофизике, а сейчас работа остается самой цитируемой публикацией отечественных ученых). Во-вторых, описано, какие основные (на взгляд автора) события в развитии теории дисковой аккреции произошли за последние десятилетия, прошедшие после публикации статьи Шакуры и Сюняева.


миниобзор arxiv:1201.3075 Доплеровская томография катаклизмических переменных: исторический обзор (Doppler Tomography in Cataclysmic Variables: an historical perspective)
Authors: J. Echevarria
Comments: 8 pages, Mem. S.A. It. in press

Доплеровская томография - потрясающий метод, позволяющий "увидеть", как движется вещество в двойных системах. Наблюдая, как смещаются спектральные линии в течение орбитального периода двойной, можно в некотором смысле построить карту этой системы. В полную силу метод заработал в конце 80-х, хотя первые шаги нужно отнести к 60-м годам. В обзоре рассмотрена история развития методики.


arxiv:1201.3187 Надежное определение размера аккреционных дисков квазаров, используя гравитационное микролинзирование (A Robust Determination of the size of quasar accretion disks using gravitational microlensing)
Authors: J. Jimenez-Vicente, E. Mediavilla, J. A. Mu.oz, C. S. Kochanek
Comments: 6 pages, 3 figures, submitted to ApJ

Авторы используют потрясающую методику, позволяющую получать оценки аккреционных дисков квазаров, наблюдая их микролинзирование на звездах далеких галактик. Редко такие оценки получаются достаточно точными, но используя два десятка квазаров, авторы определяют средний размер. Он оказывается порядка 4 световых дней. Это существенно больше, чем предсказывает стандартная теория Шакуры-Сюняева для наиболее вероятных параметров.


Выпуск 267. 20-31 октября 2011

arxiv:1110.6872 Вспышки Sgr A*: приливное разрушение астероидов и планет? (Sgr A* flares: tidal disruption of asteroids and planets?)
Authors: Kastytis Zubovas, Sergei Nayakshin, Sera Markoff
Comments: 11 pages. MNRAS submitted

Как известно, наша сверхмассивная черная дыра иногда "всхрапывает". Причины такое слабой нерегулярной активности неизвестны. Авторы развивают одну из моделей. Она состоит в том, что разрушение и испарение астреода с размером километров в 10 способно объяснить вспышки. Для разрушения астероиду надо подобраться примерно на 1 а.е. от дыры. Там есть аккреционный поток, что приводит в испарению фрагментов. зредко могут разрушаться и более крупные тела. Авторы обсуждают возможность того, что активность центра галактики, имевшая место около 300 лет назад, может быть связана с разрушением планеты размером с Юпитер.


Выпуск 266. 01-19 октября 2011

arxiv:1110.3701 Теория квазисферической аккреции в рентгеновских пульсарах (Theory of quasi-spherical accretion in X-ray pulsars)
Authors: N. Shakura et al.
Comments: 48 pages, 4 figures, accepted for publication in MNRAS

Авторы развили новую модель квазисферической аккреции. Существеннейшим моментом является то, что удалось получить реалистичные значения магнитных полей по параметрам изменения периодов вращения нейтронных звезд, а также описать корреляции между изменениями периода и светимости.


Выпуск 263. 15-31 августа 2011

arxiv:1108.5988 1H0707-495 в 2011: рентгеновский источник внутри расстояния в один гравитационный радиус от горизонта событий (1H0707-495 in 2011: An X-ray source within a gravitational radius of the event horizon)
Authors: A.C. Fabian et al.
Comments: 9 pages, 19 figures, MNRAS in press

Впервые исследован источник, у которого основная доля излучения приходит из областей, крайне близких к горизонту черной дыры. У этой сейфертовской галактики в активном ядре большая часть излучения в диске генерируется на растоянии менее двух гравитационных радиусов от сингулярности. Т.е. речь идет об области, удаленной менее чем на один гравитационны радиус от горизонта событий. Разумеется, обсуждаются и другие интерпретации данных, но, по мнению авторов, они менее вероятны.


Выпуск 262. 01-15 августа 2011

миниобзор arxiv:1108.1226 Общая оболочка: прогресс и ловушки (Common envelope: the progress and the pitfalls)
Authors: Natalia Ivanova
Comments: 15 pages, 2 figures, invited review talk. To appear in the proceedings for the ESO Conference, the workshop 'Evolution of Compact Binaries', 6-11 March 2011, Vi\~na del Mar, Chile, edited by L. Schmidtobreick, M. R. Schreiber, C. Tappert, ASP conference series

Стадия общей оболочки очень важна в эволюции двойных. Она возникает, когда вещество "переливается через край". Обычно в расчетах эту стадию параметризуют. Автор дает обзор того, что мы знаем об этой стадии и приходит к выводу, что обычной параметризацией пользоваться плохо. Зато мы хорошо понимаем физику стадии с общей оболочкой.


Выпуск 260. 15-30 июня 2011

arxiv:1106.3069 Наблюдения аккреционного потока на сверхмассивную черную дыру в NGC 3115 с высоким разрешением на Чандре (Resolving the Bondi Accretion Flow toward the Supermassive Black Hole of NGC 3115 with Chandra)
Authors: Ka-Wah Wong et al.
Comments: 5 pages, 4 figures, accepted for publication in the Astrophysical Journal Letters

Впервые удалось получить (пусть и модельно зависимую) информацию о структуре аккреционного потока внутри радиуса Бонди (т.н. радиус гравитационного захвата) для сверхмассивной черной дыры вне нашей Галактики. Авторы восстанавливают распределение плотности и температуры вплоть до 0.2 радиуса Бонди. Это удается сделать, поскольку дыра достаточно массивная (чуть больше миллиарда масс Солнца), а галактика близкая (менее 10 Мпк). Кроме того, ядро не очень яркое и не проявляет бурной струйной активности.

Задачей является определение того, какая из теоретических моделей аккреции наиболее адекватно описывает реальность. К сожалению, пока разрешения все-таки не хватает. Во-первых, хотя качественно структуру потока авторы и восстановили, но точность еще недостаточно велика, чтобы начать отбрасывать модели. Во-вторых, на расстоянии около 0.1-0.2 радиусов Бонди поток еще может только выходить на асимптотические решения, которые фигурируют в теориях. Тем не менее, результат очень интересный. Может быть NuSTAR даст окончательный ответ.


Выпуск 257. 01-12 мая 2011

arxiv:1105.0883 Аномальная спокойная черная дыра звездной массы (An Anomalous Quiescent Stellar Mass Black Hole)
Authors: Mark Reynolds, Jon Miller
Comments: 5 pages, 4 figures, formatted using emulateapj.cls. Accepted for publication in ApJ Letters

Многие компактные объекты в тесных двойных системах показывают транзиентную активность. Т.е., они то имеют высокую светимость, то уходят в спокойное состояние. В спокойном состоянии источники с нейтронными звездами и с черными дырами имеют разные свойства. На нейтронную звезду трудно сбросить вещество "по-тихому". Поэтому в среднем черные дыры в спокойном состоянии имеют светимости на два порядка меньше, чем нейтронные звезды. Но не все.

Авторы рассказывают о системе GS 1354-64, которая в спокойном состоянии имеет высокую (типичную для нейтронных звезд) светимость. При этом со всех остальных точек зрения (включая определение массы) это отличный кандидат в черные дыры. По всей видимости, объяснение следует искать в свойствах аккреционного диска этой системы.


Выпуск 256. 23-30 апреля 2011

обзор arxiv:1104.5499 Аккреционные диски черных дыр (Black Hole Accretion Disks)
Authors: Marek A. Abramowicz, P. Chris Fragile
Comments: 58 pages, 22 figures, submitted to Living Reviews in Relativity

Большой, подробный, местами очень технический обзор по аккреции на черные дыры. Описаны все основные типы аналитических решений, а также некоторые численные модели.


Выпуск 238. 01-18 августа 2010

обзор arxiv:1008.2287 Наблюдаемые характеристики аккреционных потоков на черные дыры (Observational characteristics of accretion onto black holes)
Authors: Chris Done
Comments: 56 pages. To appear in XXI Canary Islands Winter School of Astrophysics. Ed T Shahbaz, CUP

Очень полезный (для студентов) обзор. Хорошо излагаются основы. Описано, как изучают спектры, как они формируются, как наблюдаются, как данные наблюдений обрабатывают. Какие модели используют, что за физика стоит за этими моделями и т.д и т.п. При этом обзор абсолютно не перегружен. Идеально для студентов в качестве очнь хорошего введения.


Выпуск 236. 01-16 июля 2010

arxiv:1007.1665 Размеры и температурные профили аккреционных дисков квазаров по данным микролинзирования (Sizes and Temperature Profiles of Quasar Accretion Disks from Chromatic Microlensing )
Authors: Jeffrey A. Blackburne et al.
Comments: 42 pages, 8 tables, 9 figures. AASTeX style. Submitted to ApJ

У меня такие работы вызывают бурный восторг: за счет микролинзирования удается непосредственно изучать свойства дисков квазаров в оптическом дивапазоне. Это дает уникальные данные о параметрах аккреции, позволяет выбирать между аккреционными моделями. Так самая простая стакндартная модель тонкого диска Шакуры-Сюняева проходит лишь в одном (единственный радиояркий квазар в выборке) из 12 случаев.


Выпуск 234. 20-31 мая 2010

обзор arxiv:1005.5279 Аккреционные диски (Accretion disks)
Authors: H.C. Spruit
Comments: 49p. To appear in XXI Canary Islands Winter School of Astrophysics, ed. T. Shahbaz, CUP (significantly improved, expanded and updated version of an earlier text)

В лекции описана физика аккреционных дисков и некоторые астрофизические приложения, в основном связанные с тесными двойными системами с компактными объектами. Все начинается с совсем простых базовых вещей, что очень удобно для первого знакомства с темой.


Выпуск 233. 01-19 мая 2010

arxiv:1005.0389 Зависящие от времени модели вспышек источника А* в Стрельце (Time Dependent Models of Flares from Sagittarius A*)
Authors: Katie Dodds-Eden et al.
Comments: 16 pages, 8 figures, submitted to ApJ

Сверхмассинвая черная дыра в центрге Галактики (источник Стрелец А*) светит мало, но периодически происходят вспышки в рентгене и ИК, когда светимость возрастает на два с лишним порядка. Природа вспышек неясна. Авторы предлагают свою модель.

В их модели вспышки связаны с пересоединением силовых линий, т.е. выделяется энергия магнитного поля в аккреционном потоке (точнее, в области последней устойчивой орбиты).


Выпуск 230. 17-31 марта 2010

arxiv:1003.3887 Покидая ISCO: внутренний край аккреционного диска черной дыры при разных светимостях (Leaving the ISCO: the inner edge of a black-hole accretion disk at various luminosities)
Authors: Marek A. Abramowicz et al.
Comments: 13 pages, 15 figures, submitted to A&A

ISCO - последняя устойчивая орбита. Обычно полагают, что диск вокруг черной дыры обрывается там. В частности, наблюдая флуоресцентную линию железа при разных светимостях, полагают, что можно определять именно ISCO (а оттуда всякие полезные параметры черной дыры). Все это так, пока светимость заметно меньше критической (эддингтоновской). Авторы рассматривают, что происходит, когда светимость близка к эддингтоновской.

Если темп аккреции больше 0.3 от критического, то постепенно радиус, измеряемый по линии железа, становится (согласно результатам, приводимым в статье) заметно меньше радиуса ISCO. При темпе, близком к эддингтоновсокму, получить какую-то разумную оценку радиуса внутреннего края диска по линии уже нельзя.


Выпуск 225. 01-19 января 2010

обзор arxiv:1001.1244 Мощные джеты от аккрецирующих черных дыр: данные по оптическим и ИК наблюдениям (Powerful jets from accreting black holes: evidence from the optical and infrared)
Authors: D. M. Russell, R. P. Fender
Comments: 26 pages, 4 figures, 1 table. Invited chapter for the edited book "Black Holes and Galaxy Formation", Nova Science Publishers, Inc., at press

Большой обзор, в которым описан комплекс данных, полученным в оптическом и инфракрасном диапазонах, свидетельствующий в пользу наличия струйных истечений от аккрецирующих черных дыр в тесных двойных системах.


Выпуск 222. 01-15 ноября 2009

arxiv:0911.2240 Обрезание внутреннего аккреционного диска вокруг черной дыры при низкой светимости (Truncation of the Inner Accretion Disk around a Black Hole at Low Luminosity)
Authors: John A. Tomsick et al.
Comments: Accepted for ApJ Letters, 5 pages, 4 figures

Авторы получили детальные спектроскопические данные для кандидата в черные дыры GX 339-4. В частности, хорошо промеряна линия железа. Фитирование линии позволяет определить внутреннюю границу аккреционного диска. Это довольно стандартная методика. Новизна состоит в том, что такие измерения проводились для данного источника, когда он имел светимость в разы и десятки раз выше, чем в случае описываемых наблюдений. Показано, что радиус внутренней границы диска при низкой светимости существенно выше, чем при более высоких. Т.е., впервые отчетливо продемонстрировано, что, как и предполагалось в стандартных моделях, на низкой светимости диск существенно отстоит от черной дыры. Соответственно, меняется режим течения во внутренних областях, непосредственно прилегающих к черной дыре.

См. также arxiv:0911.2306


Выпуск 216. 16-31 июля 2009

миниобзор arxiv:0907.2883 Аккреция и звездного ветра в массивных двойных рентгеновских системах (Stellar wind accretion in high-mass X-ray binaries)
Authors: Ignacio Negueruela
Comments: 12 pages, To appear in Proceedings of High Energy Phenomena In Massive Stars Workshop (Jaen 2009), which will be published by PASP

Хороший обзор по массивным рентгеновским двойным. Особое внимание уделено вриациям периода вращения нейтронной звезды, которые могут быть связаны с аккреционными процессами (неоднородности в звездном ветре, образование дисков, flip-flop неустойчивость).


Выпуск 213. 01-16 июня 2009

обзор arxiv:0906.0854 Магнитогидродинамика протозвездных дисков (Magnetohydrodynamics of Protostellar Disks)
Authors: Steven A. Balbus
Comments: 45 pages. To be published in Physical Processes in Circumstellar Disks Around Young Stars, ed. P. Garcia, (University of Chicago Press: Chicago)

Вещество протозвездных дисков может быть достаточно ионизованно, чтобы магнитные поля были сильно связаны с веществом. Тогда поведение диска должно описываться уже магнитогидродинамикой.

В обзоре, начиная с самых азов, выписываются основные уравнения. Пока, наконец, автор не приходит к уже достаточно сложным моделям. В итоге в обзоре почти 200 формул. Желающие разобраться приглашаются.


Выпуск 212. 19-31 мая 2009

arxiv:0905.2651 Аккреционный диск в квазаре SDSS J0924+0219 (The accretion disc in the quasar SDSS J0924+0219)
Authors: D. J. E. Floyd, N. F. Bate, R. L. Webster
Comments: 8 pages, 5 figures. Accepted for publication in MNRAS

Существует очень красивый эффект микролинзирования аккреционного диска квазара на звездах в галактике-линзе. Это позволяет (конечно, модельно зависимым образом) определить размер диска. Причем, это можно сделать в разных длинах волн. Последнее позволяет дать ограничения на модель аккреции, т.к. в каждой из них есть теоретические предсказания по этому поводу.

Авторы представляют детальный анализ очередного линзированного квазара. На этот раз, по их заявлению, им удалось получить достаточно сильные ограничения на модели аккреции. Как и ожидалось, альфа-модели Шакуры-Сюняева напрямую плохо приложимы к активным ядрам (диски доминированы излучением).


Выпуск 197. 13-19 октября 2008

обзор arxiv:0810.2690 Гипераккреционные диски вокруг черных дыр (Hyper-accreting black holes)
Authors: Andrei M. Beloborodov
Comments: 20 pages

Гиперакреция на черные дыры может реализовываться сразу после коллапса или же после слияния двух компактных объектов. Как известно, именно в таких системах, согласно современной картине, возникают гамма-всплески.

Обзор написан очень понятно, поэтому его можно смело всем рекомендовать. Также про аккрецию на черную дыру, но только после слияний, см. свежую оригинальную статью arxiv:0810.2535.


Выпуск 193. 15-31 августа 2008

arxiv:0808.2034 Рентгеновские пульсары глазами INTEGRAL (X-ray pulsars through the eyes of INTEGRAL)
Authors: A. Lutovinov, S. Tsygankov
Comments: 12 pages, 8 figures

Дается обзор результатов по наблюдениям рентгеновских пульсаров на спутнике INTEGRAL. Наиболее интересно описание зависимости энергии циклотронной линии от светимости (это измерено для трех источников). Также рассматривается эволюция периодов и зависимость доли пульсирующего от различных параметров.


Выпуск 190. 09-21 июля 2008

arxiv:0807.2427 Обнаружение вспыхивающих структур вблизи Sgr A* по наблюдениям на VLBI в (суб)миллиметровом диапазоне (Detecting Flaring Structures in Sagittarius A* with (Sub)Millimeter VLBI)
Authors: Vincent L. Fish et al.
Comments: 4 pages PDF including 1 color figure, accepted for presentation at the XXIX URSI General Assembly

Известно, что центральная черная дыра нашей Галактики - Sgr A* - демонстрирует вспышечную активность в разных диапазонах. В статье авторы говорят о возможности обнаружении структур, находящихся совсем близко к горизонту событий, по наблюдениям на субмиллиметровых волнах с помощью интерферометров с большой базой. Пока такие интерференционные системы еще не заработали, но это дело совсем недалекого будущего.


Выпуск 187. 01-09 июня 2008

обзор arxiv:0806.1073 Физика аккреции из звездного ветра (The Physics of Wind-Fed Accretion)
Authors: Christopher W. Mauche et al.
Comments: 9 pages including 5 color encapsulated postscript figures; LaTeX format, uses aipproc.cls, aip-6s.clo, and aipxfm.sty; submitted for inclusion in the proceedings of "Cool Discs, Hot Flows: The Varying Faces of Accreting Compact Objects," ed. M. Axelsson (New York: AIP)

Авторы численно исследуют аккрецию из звездного ветра на компактный источник в тесных двойных системах. Особое внимание уделяется системе Vela X-1. Авторы не только детально считают гидродинамику, но и аккуратно моделируют спектр.


Выпуск 186. 16-31 мая 2008

arxiv:0805.4492 Рентгеновское микролинзирование в RXJ1131-1231 и HE1104-1805 (X-ray Microlensing in RXJ1131-1231 and HE1104-1805)
Authors: G. Chartas, C. S. Kochanek, X. Dai, S. Poindexter, G. Garmire
Comments: 20 pages, includes 8 figures, submitted to ApJ

Не устаю удивляться, какие возможности дает гравитационное микролинзирование для изучения неразличимых с помощью современных приборов объектов. Идея проста, продставьте себе линзирование далекого квазара: есть квазар, есть мы, а между нами галактика, выступающая в роли линзы. Но в этой галактике есть звезды. И они могут давать эффект микролинзирования. Источником в данном случае является аккреционный диск вокруг сверхмассивной черной дыры в квазаре. В результате, мы можем получать оценки размера излучающей части диска. Это использовалось для проверки моделей диска (модель Шакуры-Сюняева хорошо подходит), для изучения корреляции размера диска с массой черыной дыры и т.д. В очередной статьей авторы изучают линзирование в рентгеновском диапазоне, что довольно нетривиально. Можно оценить размер излучающей области. Результат (менее 6 граврадиусов) налагает существенные ограничения на модели корон дисков в активных ядрах.


Выпуск 184. 21-30 апреля 2008

обзор arxiv:0804.3096 Теория замагниченных джетов (Theory of magnetically powered jets)
Authors: H.C. Spruit
Comments: 24 pages

Рассматриваются астрофизические джеты и роль магнитного поля в их формировании, а также его влияния на наблюдаемые свойства. В частности, роль магнитного поля велика в "запуске" джета: энергия гравитационного поля перекачивается в энергию вращения в основании джета, а та, с помощью магнитного поля, уже переходит в кинетическую энергию струи.

Существенно, что Спруиту опять удается сочетать строгое изложение с понятным описанием с помощью простых формул.


Выпуск 183. 01-20 апреля 2008

arxiv:0804.1063 Аккреционный диск вокруг черной дыры в NGC 4258: одна из самых красивых динамических систем в природе (The Black Hole Accretion Disk in NGC 4258: One of Nature's Most Beautiful Dynamical Systems)
Authors: James M. Moran
Comments: 14 pages, 12 figures, accepted and to appear in "Frontiers of Astrophysics - A Celebration of NRAO's 50th Anniversary," ASP Conference Series, eds. Alan H. Bridle, James J. Condon and Gareth C. Hunt

В галактике NGC 4258 благодаря наличию мазерных источников в аккреционном диске вокруг черной дыры, мы можем получать хорошие данные о внутреннем парсеке. Это довольно редкий случай, т.к., изучив сотни галактик, других подобных систем найдено мало (всего мегамазерных галактик известно около сотни - пять процентов от исследованных, - но столь "качественных" - 4-5 штук. Исследования таких мегамазерных систем в диске позволяет получать очень точные оценки масс черных дыр и определять расстояния до галактик.


Выпуск 181. 01-17 марта 2008 года

arxiv:0803.0003 Поярчение аккреционного диска за счет вязкой диссипации гравитационных волн при слиянии сверхмассивных черных дыр (Brightening of an Accretion Disk Due to Viscous Dissipation of Gravitational Waves During the Coalescence of Supermassive Black Holes)
Authors: Bence Kocsis, Abraham Loeb
Comments: 4 pages, 2 figures, submitted to Physical Review Letters

Красивый результат. Авторы показывают, что при слиянии двух сверхмассивных черных дыр будут интересные наблюдательные эффекты в электро-магнитном излучении.

Сверхмассивные черные дыры сливаются при слияниях галактик. Поэтому вокруг дыр не пусто - много газа. Соответственно, будет аккреционный диск. Именно в диске и будет происходить диссипация энергии гравволн. Оказывается, что хотя волны будут очень слабо "раскачивать" диск, тем не менее этого достаточно, чтобы за недели (а то и годы) до полного слияния возникал наблюдаемый сигнал. Кроме того, конечно же должен быть сигнал и от самого слияния. Интересно, что он придет к нам на несколько часов (или даже дней) позже гравитационного сигнала (пока там диск переконвертирует гравитационные волны в электро-магнитные).

Так что авторы полагают, что во-первых, можно надеяться увидеть сливающиеся черные дыры и до LISA (хотя, разумеется, LISA тут ничем не заменишь: увидеть сигнал, косвенно связанный со слиянием, совсем не тоже самое, что увидеть сам гравитационно-волновой сигнал). Во-вторых, уже после запуска LISA стоит ловить электро-магнитные сигналы, соответствующие наблюдающимся гравитационно-волновым.


Выпуск 179. 01-14 февраля 2008 года

миниобзор arxiv:0802.0391 Изучение аккрецирующих нейтронных звезд и черных дыр с помощью временных рядов: за степенным спектром (Studying accreting black holes and neutron stars with time series: beyond the power spectrum)
Authors: S. Vaughan, P. Uttley
Comments: 13 pages, 6 figures, in "Noise and Fluctuations" Proc. SPIE vol. 6603

Аккреция на нейтронные звезды и черные дыры идет не ровным спокойным потоком. Есть турбулентные движения, различные неустойчивости и тп. Все это отражается на кривой блеска источника, на тайминге и тд. Разумеется, астрономы "оборачивают" задачу: по таймингу, по наблюдениям флуктуаций светимости и другим меняющимся характеристикам они пытаются узнать что-то новое о процессе аккреции. О некоторых новостях в таких исследованиях можно узнать их обзора.

См. также статью arxiv:0802.0376, посвященную аналогичному вопросу, но только исключительно для систем с черными дырами.


Выпуск 176. 20 декабря 2007-09 января 2008 года

миниобзор arxiv:0801.0953 Загадочные слабые аккрецирующие нейтронные звезды в нашей Галактике (Enigmatic sub-luminous accreting neutron stars in our Galaxy)
Authors: Rudy Wijnands
Comments: 6 pages, Conference proceedings from 'A Population Explosion: The Nature and Evolution of X-ray Binaries in Diverse Environments', 28 Oct - 2 Nov, St. Petersburg Beach, FL

Развитие техники наблюдений в рентгеновском диапазоне позволяет детально изучать достаточно слабые источники в двойных системах со светимостью порядка 1035 эрг/с. Среди них есть и сильно переменные источники, и объекты с достаточно стабильной светимостью. По-видимому, большинство является нейтронными звездами. Некоторые из них могут являться прародителями миллисекундных радиопульсаров. Этот последний момент делает такие системы особенно интересными. Кроме того, в некоторых случаях мы можем получать информацию о внутреннем строении нейтронных звезд, если наблюдается тепловое излучение, связанное не с аккрецией, а с запасенным теплом и пикноядерными реакциями.


Выпуск 175. 14-19 декабря 2007

arxiv:0712.2877 Рентгеновская, ИК и субмиллиметровая вспышка Sagittarius A* (An X-ray, IR, and Submillimeter Flare of Sagittarius A*)
Authors: D. P. Marrone et al.
Comments: Submitted to ApJ. Comments welcome

Как известно, в центре нашей галактики находится сверхмассивная черная дыра (с массой несколько миллионов солнечных). Как известно, дыра наша весьма неактивна: ее светимость мала в сравнении с эддингтоновским пределом для такой массы. Как известно, с ней связан источник Sagittarius A*. Как известно, этот источник вспыхивает. Как известно, причина вспышек неизвестна.

Авторам удалось отнаблюдать одну из вспышек сразу в четырех диапазонах с помощью первоклассных инструментов. Можно надеяться, что эти данные таки помогут теоретикам построить окончательную модель вспышек.

См. также arxiv:0712.2882, где "конкурирующая фирма" обсуждает ту же вспышку. Этой группе удалось отнаблюдать ее и на VLA.


Выпуск 173. 20-30 ноября 2007

arxiv:0711.4078 Квазизвезды: аккрецирующие черные дыры в массивных оболочках (Quasistars: Accreting black holes inside massive envelopes)
Authors: Mitchell C. Begelman, Elena M. Rossi, Philip J. Armitage
Comments: 11 pages, 9 figures, MNRAS submitted. Resubmitted version after referee review

Существует такая проблема: как быстро вырастить из зародышевых черных дыр сверхмассивные объекты в центрах галактик? Дело в том, что просто "напихать" вещество внутрь дыры за счет аккреции нельзя, т.к. при аккреции выделяется энергия, и этот поток излучения остановит аккрецию (точнее отрегулирует ее в соответствии с т.н. Эддингтоновским пределом, определяемым массой черной дыры).

Авторы рассматривают аккрецию на черную дыру из плотной газовой оболочки. Это похоже на ситуацию, в которой начинается рост массы черных дыр в центрах молодых галактик. За счет отвода энергии конвекцией, авторам удается обеспечить достаточно высокий рост массы. Так можно дорастить массу до нескольких тысяч солнечных за миллион лет. Потом оболочка, в которой идет конвекция, рассеивается. Это важный этап в процессе увеличения массы черных дыр. Вероятно, наблюдения на космическом телескопе следующего поколения могут дать ответ на вопрос реализуется ли такой сценарий в действительности.


Выпуск 165. 01-13 августа 2007

обзор arxiv:0708.0148 Моделирование поведения аккреционных течений в рентгеновских двойных (Modelling the behaviour of accretion flows in X-ray binaries)
Authors: Chris Done, Marek Gierlinski, Aya Kubota
Comments: 76 pages, accepted for publication in Astronomy and Astrophysics Reviews

Большой подробный обзор. Причиной для его написания послужил рост данных по тесным двойным системам с компактными объектами. Благодаря многоволновым наблюдениям - от радио до гамма - удается получать данные о поведении и дисков, и джетов. Что, в свою очередь, позволяет строить модели, в которых завязана эволюция диска и джета.


Выпуск 163. 01-19 июля 2007

arxiv:0707.0003 Пространственная структура аккреционного (The Spatial Structure of An Accretion Disk)
Authors: Shawn Poindexter, et al.
Comments: 5 pages, 4 figures, submitted to ApJ

По данным о микролинзировании на волнах от 0.4 до 8 микрон удалось определить размер диска квазара HE1104-1805 на разных длинах волн (см. также следующую статью).


arxiv:0707.0305 Размер аккреционного диска квазара - отношение к массе черной дыры (The Quasar Accretion Disk Size - Black Hole Mass Relation)
Authors: Christopher W. Morgan et al.
Comments: 5 pages, 3 figures, submitted to ApJL

Совершенно поразительное, с моей точки зрения, дело! Удается прощупывать (в оптике!) аккреционные диски квазаров. Речь идет о наблюдение структур размером менее 1016 сантиметров с расстояний более 1026 сантиметров. Удается это благодаря микролинзированию.

Мы привыкли к тому, что микролинзирование наблюдается у нас в Галактике или в ее ближайших спутниках. Но, оказывается, оно может сработать и в других ситуациях.

Наблюдаются квазары, линзируемые галактиками. Это сильное линзирование. Но в галактиках есть звезды. И именно они могут давать эффект микролинзирования, позволяющий прощупать диск квазара!

Более того, удается показать, что размер диска квазара связан с массой черной дыры.

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.


arxiv:0707.1880 Сверхорбитальная переменность рентгеновского и радиоизлучения от Cyg X-1: I. Анизотропия излучения прецессирующих источников (Superorbital variability of X-ray and radio emission of Cyg X-1. I. Emission anisotropy of precessing sources)
Authors: A. Ibragimov et al.
Comments: 10 pages, 9 figures and 2 tables, accepted to MNRAS

У известного кандидата в черные дыры Cyg X-1 существует модуляция излучения с периодом около 150 дней. Это много больше орбитального периода. Благодаря новым данным авторы получили возможность достаточно подробно исследовать эту переменность. Вероятнее всего, мы имеем дело с прецессией аккреционного диска. Такое явление наблюдается и у другой известной системы - SS 433. Вообще, системы очень похожи! Только режимы аккреции разные.


Выпуск 161. 09-20 июня 2007

миниобзор arxiv:0706.2562 Рентгеновские наблюдения ультрамощных источников (X-ray observations of ultraluminous X-ray sources)
Authors: T.P. Roberts
Comments: Invited talk at the 5th Stromlo Symposium. 10 pages, 4 figures. Accepted for publication in Astrophysics & Space Science

Небольшой обзор по рентгеновским наблюдениям УМИ. Разумеется, автор обсуждает обе гипотезы о природе этих источников (черные дыры промежуточных масс или же обычные "звездные" черные дыры), но обзор все-таки именно что наблюдательный, и в этом его достоинство. Не защищая ни одну из гипотез, автор излагает основные факты и рассматривает, как они укладываются (или не укладываются) в рамки моделей.


Выпуск 157. 01-11 мая 2007

обзор arxiv:0705.0030 Высокочастотные QPO у нейтронных звезд и черных дыр: зондирование плотного вещества и сильных гравитационных полей (High Frequency QPOs in Neutron Stars and Black Holes: Probing Dense Matter and Strong Gravitational Fields)
Authors: Frederick K. Lamb
Comments: 30 pages, 8 figures, published in "From X-Ray Binaries to Gamma-ray Bursts", proceedings of a symposium held in memory of Jan van Paradijs 6-9 June 2001, eds. E.P.J. van den Heuvel, L. Kaper, E. Roi, & R.A.M.J. Wijers

QPO - квазипериодические осцилляции. Явление состоит в том, что в аккрецирующих источниках наблюдается переменность на некоторых зарактерных частотах, но частота "плывет". Т.е., это не пульсарная частота, а что-то менее регулярное. Что - до конца не ясно. Существует достаточно много моделей. Есть надежда, что правильно понимание природы QPO приведет к тому, что мы получим новый канал информации о нейтронных звездах и черных дырах.

Второй обзор Фреда Лэмба несколько пересекается с QPOшным и посвящен аккреции на нейтронные звезды в маломассивных двойных системах.


Выпуск 136. 01 июня - 15 июня 2006

astro-ph/0606195 Трехмерное моделирование сферической аккреции с маломасштабными магнитными полями (Three-Dimensional Simulations of Spherical Accretion Flows with Small-Scale Magnetic Fields)
Authors: Igor V. Igumenshchev
Comments: 31 pages, 7 figures attached in jpg-format; to appear in ApJ

Теория аккреции развивается уже достаточно давно. Тем не менее, даже для достаточно простых течений не достигнуто полное понимание. Как ясно из названия статьи, в ней провидится численное исследование трехмерной сферически-симметричной аккреции с учетом магнитных полей.

Как и в более ранних исследованиях (в том числе и самого автора статьи) темп аккреции конечно же меньше, чем в случае классической аккреции Бонди. Важным новым выводом является невозможность установления стационарного сверхзвукового сферически-симметричного течения при наличии мелкомасштабных магнитных полей.


Выпуск 131. 13-21 марта 2006

книга astro-ph/0603390 Джеты и сверхкритический аккреционный диск у SS433 (The Jets and and Supercritical Accretion Disk in SS433)
Authors: Sergei Fabrika
Comments: 100 pages, 19 figures; Astrophysics and Space Physics Reviews (2004), 12, pp. 1-153

Сергей Фабрика из САО давно и успешно занимается изучением системы SS433. И вот, написал о ней целую книгу.

Конечно, речь там не только об одном единственном объекте. Многие соображения применимы и к другим источникам, например к ультрамощным рентгеновским источникам. Сергей считает, что они являются аналогами SS433.


Выпуск 120. 12-30 ноября 2005

astro-ph/0511486 Слабейшие аккреторы (The faintest accretors)
Authors: Andrew King, Rudy Wijnands
Comments: Andrew King, Rudy Wijnands

Продолжаем тему рентгеновских двойных. Последние данные наблюдений показали наличие очень слабых источников, являющихся рентгеновскими двойными, в которых идет аккреция. Природа систем неясна. Авторы рассматривают несколько идей. Связаны они с аккрецией с очень маломассивного компаньона. Возможно, что такие системы являются реликтами населения III, т.е. очень старыми системами, в звездах которых мало тяжелых элементов.


Выпуск 119. 29 октября - 11 ноября 2005

astro-ph/0510809 Тенденции в космической астрономии и Образ Космоса 2015-2025 (Trends in Space astronomy and Cosmic vision 2015-2025)
Authors: Catherine Turon et al.
Comments: 6 pages.

В статье представлены основные направления развития европейских космических проектов, связанных с астрономией.

Недавно ESA был объявлен конкурс на проекты, осуществление которых относится к 2015-2025 гг., а также на чуть более далекую перспективу. Было подано более 150 заявок, из них 47 имеют прямое отношение к астрономии. Безусловно поддержка проектов основана на некотором анлизе наиболее перспективных направлений. Их было выделено три.
1. Другие миры и жизнь во Вселенной
a) Экзопланеты
b) Жизнь
c) Образование звезд и планет
2. Ранняя Вселенная
a) Темная энергия
b) Инфляция
c) Образование структур
3. Эволюция яростной (violent) Вселенной
a) Поведение вещества в экстремальных условиях
b) Черные дыры
c) Сверхновые

Затем этот список был сведен к четырем основным вопросам, на которые должна ответить астрономия в ближайшие два десятилетия.
1. Каковы условия для образования планет и появления жизни?
2. Как появилась Солнечная система?
3. Каковы фундаментальные законы Вселенной?
4. Как появилась наблюдаемая Вселенная и из чего она сделана?

Пожалуй, кроме первых двух, вопросы слишком общие. Тем не менее, одобренные проекты должны помочь найти на них ответы, или хотя бы продвинуться в их понимании.

В ближайшее время продвижение в понимании устройства Вселенной связывается с такими проектами:
1. Corot (ESA) и Kepler (USA). Эти миссии предназначены для поиска планет типа Земли.
2. Herschel (ESA) и JWST (USA-ESA-others). Эти мощные инфракрасные обсерватории позволят лучше разобраться в процессах образования звезд и планетных систем.
3. GAIA (ESA) и SIM (USA). Эти астрометрические миссии, кроме всего прочего, помогут резко увеличить число известных планет-гигантов.

В несколько более отдаленном будущем европейские астрономы получат космический интерферометр, работающий в ИК диапазоне. Он будет нужен для детального исследования планет типа Земли. В частности, можно будет напрямую изучать их атмосферы. Кроме того, будет построен большой космический инфракрасный телескоп.

После миссии Planck, прдназначенной для изучения микроволнового фона (т.е. реликтового излучения) будет построен еще более мощный прибор, нужный для детального исследования поляризации реликта. Это позволит понять, какой была Вселенная сразу после стадии инфляции.

Наконец будет построена новая рентгеновская обсерватория, которая придет на смену XMM-Newton. А чуть позже и гамма-обсерватория, которая призвана заменить спутник INTEGRAL.

Как видно, европейскую астрономию ждет блестящее будущее.


Выпуск 110. 15-30 июня 2005

astro-ph/0506298 Применение модели "худого" диска в УМИ: случай источника Х-8 в М33 (The application of slim disk models to ULX: the case of M33 X-8)
Authors: L. Foschini et al.
Comments: 6 pages, 4 figures, accepted for publication on Advances in Space Research, Special Issue Proceedings of 35th COSPAR (Paris, France, 18-25 July 2004)

Продолжаются попытки понять природу ультрамощных рентгеновских источников (УМИ).

Существует несколько моделей, описывающих аккреционные диски. Среди них и т.н. "худые" (slim) диски. Авторы прилагают данную модель в источнику Х-8 в галактике в Треугольнике (М33). По-мнению авторов наблюдения хорошо описываются в рамках существования тесной двойной системы с черной дырой обычной (звездной) массы, аккрецирующей со сверхэддингтоновским (т.е. сверхкритическим) темпом.


Выпуск 105. 21-30 апреля 2005

диссертация astro-ph/0504498 Гамма-излучение от микроквазаров (Gamma-Ray Emission from Microquasars)
Authors: M.M. Kaufman Bernado
Comments: PhD Thesis supervised by G.E. Romero and presented at the University of Buenos Aires (UBA) on December 15th, 2004

В диссертации микроквазары (аккрецирующие двойные с релятивистскими джетами) обсуждаются как возможные неотождествленные источники, наблюдавшиеся прибором EGRET.


Выпуск 103. 01-10 апреля 2005

миниобзор astro-ph/0504185 Состояния черных дыр: аккреция и джеты (Black Hole States: Accretion and Jet Ejection)
Authors: Tomaso Belloni
Comments: 8 pages, 3 figures, in "Interacting Binaries: Accretion, Evolution and Outcomes", eds. L. A. Antonelli, et al., Procs. Interacting Binaries Meeting, Cefalu, Italy, June 2004, in press (AIP)

Черные дыры в тесных двойных системах наблюдаются как рентгеновские источники благодаря аккреции. Наблюдений показали наличие разных режимов, отличающихся (с наблюдательной точки зрения) по спектральным характеристикам, мощности излучения, модуляции излучения и т.п.

В обзоре суммируется классификация состояний источников с черными дырами. Кратко обсуждаются физические условия в каждом из состояний.

Распечатывая статью будьте внимательны! Последние 24 страницы (из 40) пустые, т.к. большие рисунки нельзя было поместить в Архив из-за ограничения на объем.


Выпуск 99. 15-28 февраля 2005

astro-ph/0502266 Режим пропеллера при дисковой аккреции на быстровращающуюся замагниченную звезду (The Propeller Regime of Disk Accretion to a Rapidly Rotating Magnetized Star)
Authors: Marina M. Romanova et al.
Comments: 5 pages with 4 figures, LaTeX, macros: emulapj.sty, avi movies are available at http://www.astro.cornell.edu/us-russia/disk_prop.htm; Journal-ref: ApJ Letters, 616, L151-L154, 2004

Честно говоря, всегда нравились картинки и фильмы, демонстрирующие дисковую аккрецию.
Рассмотрен режим пропеллера при дисковой аккреции на замагниченную звезду. Результаты могут применяться как для аккреции на нейтронные звезды и белые карлики, так и для исследования звезд типа Т Тельца.

На первой серии рисунков показано, как изменяется конфигурация магнитного поля. На левом рисунке (Т=0, время отсчитывается в условных единицах, соответствующих одному обороту с кеплеровской скоростью на расстоянии 2.86 радиуса звезды) показана начальная конфигурация поля. Затем начинается расчет, и видно, как силовые линии формируют "магнитные башни". В нижней части дано увеличенное изображение линий вблизи диска для Т=70.


На второй серии рисунков продемонстрировано, что несмотря на то, что система находится на стадии пропеллера, когда быстровращающееся магнитное поле препятствует проникновения вещества на поверхность звезды, некоторая аккреция тем не менее возможна. На среднем рисунке отчетливо видно это "проникновение".



Выпуск 95. 22-31 декабря 2004

каталог astro-ph/0412331 WWW база данных моделей аккреционных дисков, облучаемых центральной звездой (WWW Database of Models of Accretion Disks Irradiated by The Central Star)
Authors: Paola D'Alessio (CRyA) et al.
Comments: 7 pages, 1 table

Это анонс новой версии каталога физических моделей аккреционных дисков с учетом облучения (иррадиации) центральной звездой. Каталог содержит около 3000 моделей с различными центральными звездами, размерами и наклоном дисков, разными обилиями пыли и темпами аккреции. Для каждой модели приведены зависимости физических параметров от радиуса и синтетические спектры. Каталог доступен по следующим адресам:
http://www-cfa.harvard.edu/youngstars/dalessio/ (США),
http://www.astrosmo.unam.mx/~dalessio/ (Мексика) и
http://www.laeff.esa.es/models/dalessio/ (Испания).


Выпуск 91. 01-14 ноября 2004

обзор astro-ph/0411185 Сверхэддингтоновская аккреция на черные дыры: "польские пончики" и slim-диски (Super-Eddington black hole accretion: Polish doughnuts and slim disks)
Authors: Marek A. Abramowicz
Comments: 17 pages, 3 figures

Еще один обзор, написанный классиком Мареком Абрамовицом, из под пера которого вышел целый ряд широко известных работ по аккреции.

Теория существенно сверхэддингтоновской аккреции на черные дыры была разработана в 80-х годах в Варшаве группой Богдана Пачиньского в терминах "польских пончиков": оптически толстых вращающихся потоков со слабой вязкостью. Другой подход slim-диски был позднее предложен Абрамовицем и Ласотой, но он действует только для умеренного превышения эддингтоновского предела.


обзор astro-ph/0411200 Теория истечений из катаклизмических переменных (Theory of Outflows in Cataclysmic Variables)
Authors: Daniel Proga
Comments: 15 pages, 4 figures

В обзоре рассматривается истечение вещества из аккреционного диска в катаклизмических переменных под действием давления излучения в линиях. Рассматривается как чисто гидродинамический, так и магнитогидродинамические механизмы. Обсуждаются физические принципы и их реализация в численных схемах.


Выпуск 90. 25-31 октября 2004

обзор astro-ph/0410551 Обзор быстрой переменности в рентгеновских (A review of rapid X-ray variability in X-ray binaries)
Authors: M. van der Klis
Comments: 73 pages, 21 figures, no color to appear in Compact stellar X-ray sources, Lewin & van der Klis (eds), Cambridge University Press

Еще одна глава из "Compact stellar X-ray sources".

van der Klis является, пожалуй, самым крупным экспертом по QPO - квазипериодическим осцилляциям, Этот тип переменности наблюдается у аккрецирующих нейтронных звезд и черных дыр. По QPO можно получать важную информацию о параметрах систем.


Выпуск 88. 11-17 октября 2004

astro-ph/0410313 Сейсмология аккрецирующих белых карликов (Seismology of Accreting White Dwarfs)
Authors: Phil Arras, Dean Townsley, Lars Bildsten
Comments: 6 pages, 2 figures.

Пульсации аккрецирующих белых карликов, входящих в состав некоторых катаклизмических переменных, были зарегистрированы достаточно недавно (это сложная наблюдательная задача). В принципе, по таким колебаниям можно изучать внутреннюю структуру пульсирующих звезд. Но пока в этой области получен только один результат: для системы GW Lib на основе изучения ее пульсаций получены оценка массы белого карлика (MWD=1.05Mo) и массы оболочки аккрецированного вещества (Menv=0.4x10-4 Mo).


astro-ph/0410343 Послесвечение от слияния массивных черных дыр (The Afterglow of Massive Black Hole Coalescence)
Authors: Milos Milosavljevic, E. S. Phinney
Comments: 4 pages, 2 figures

Слияния двойных (сверх)массивных черных дыр с массами 105-107 Mo будут с легкостью регистрироваться космическим лазерным интерферометром LISA (Laser Interferometer Space Antenna) даже с красных смещений z=20.

Однако данное гравитационное событие не пройдет незамеченным и в других диапазонах: оно будет сопровождаться электромагнитным "послесвечением", возникающим по следующей причине:


Выпуск 87. 01-10 октября 2004

astro-ph/0410053 Почему нет джетов у катаклизмических переменных? (Why there are no jets from cataclysmic variable stars)
Authors: Jean-Pierre Lasota, Noam Soker
Comments: 6 pages

Авторы обращают внимание на то, что тепловая модель формирования джетов, разработанная для протозвездных объектов окруженных диском, прекрасно подходит и для катаклизмических переменных: двойных звезд в которых присутствует белый карлик окруженный аккреционным диском. Применение тепловой модели к этому новому типу систем позволяет естественным образом ответить на вопрос почему у них отсутствуют джеты. Причиной этого оказывается относительная слабость влияния магнитных полей на диск в катаклизмических переменных.


Выпуск 83. 01-31 августа 2004

astro-ph/0408209 Мультитемпературный чернотельный спектр тонкого аккреционного диска с и без условия нулевого момента сил на внутренней границе (Multi-Temperature Blackbody Spectra of Thin Accretion Disks With and Without a Zero-Torque Inner Boundary Condition)
Authors: E.R.Zimmerman et al.

В осесимметричном аккреционном диске каждое его кольцо испускает тепловое чернотельное излучение. Но температура излучения у разных колец отличается. В итоге суммарный спектр имеет в широком интервале частот степенной вид. До того, как в 1969 году Линденбелл впервые рассчитал спектр аккреционного диска, считалось, что степенной спектр может производиться только нетепловыми источниками излучения. В последствии к подобным источникам излучения стал применяться термин "мультитемпературный".

В "стандартной" теории аккреционных дисков, которую разработали Шакура и Сюняев, предполагалось, что на внутреннем крае диска вязкие натяжения обращаются в ноль. Сегодня для дисков вокруг черных дыр чаще применяется модель, в которой к веществу на внутреннем крае диска приложен некоторый момент сил. Авторы данной работы сравнили две указанные модели на примере хорошо изученных спутником RXTE кандидатов в черные дыры: 4U 1543-47, XTE J1550-564 и GRO J1655-40. Их вывод таков: обе модели хорошо описывают наблюдаемые спектры, только в классической модели радиус внутренней границы должен быть в 2.2 раза меньше. Этот результат важен для определения углового момента черных дыр и темпа аккреции на них.


Выпуск 81. 20-30 июня 2004

обзор astro-ph/0406466 Аккреционный диск вокруг черной дыры с учетом магнитных полей (Accretion disks around black holes with account of magnetic fields)
Authors: G.S. Bisnovatyi-Kogan
Comments: 24 pages, 18 figures.

Если аккрецирующее вещество несет вмороженное в себя магнитное поле, то давление поля растет быстрее, чем давление самого вещества. И если в начале поле не было очень очень слабым, то может наступить момент, когда основную роль в динамике аккреции станут играть именно магнитные поля. Теория данных процессов отличается от того, что предсказывает как стандартная альфа-модель, так и модели адвекционных дисков.


Схематичное изображение структуры диска с магнитным полем

В обзоре подробно рассмотрены все аспекты данной теории.


Выпуск 80. (01) - 12-20 июня 2004

astro-ph/0406353 Энергетика систем черная дыра - аккреционный диск с магнитной связью при низких темпах аккреции (Energetics of Black Hole-Accretion Disk System with Magnetic Connection: Limit of Low Accretion Rate)
Authors: Li-Xin Li
Comments: 28 pages, including 11 figures; accepted in PASJ

Рассмотрена модель черной дыры, окруженной аккреционным диском, с умеренно сильной магнитной связью, когда самая внутренняя часть аккреционного диска вращается твердотельно из-за крупномасштабного магнитного поля. Показано, что если момент вращения черной дыры превосходит некоторое критическое значения

a > acr = 0.3594 M,

то энергия вращения черной дыры начинает вкачиваться в диск и может повысить его светимость на порядки величины.

В противоположном случае (при a < acr) движение внутренней области диска определяется магнитным полем, а его внутренняя граница располагается на радиусе коротации (там, где Кеплеровская орбитальная угловая скорость становится равной скорости вращения черной дыры). Светимость диска в этом случае резко снижается по сравнению со стандартной (альфа) моделью.


Выпуск 77. 01-12 мая 2004

astro-ph/0405099 Форма и положение тени черной дыры в аккреционном диске и вращение черной дыры (Shapes and Positions of Black Hole Shadows in Accretion Disks and Spin Parameters of Black Holes)
Authors: Rohta Takahashi
Comments: 13 pages, 6 figures, accepted in ApJ

Можно ли определить спиновый параметр ("скорость вращения") черной дыры просто глядя на нее? Да, по форме и положению ее "тени" на фоне яркого аккреционного диска ("тень" - область откуда к нам не приходят фотоны), хотя такое определение иногда не дает однозначного результата.

Формы теней черных дыр при различных параметрах. Белая точка указывает положение центра черной дыры, серая линия - совпадающие оси вращения черной дыры и аккреционного диска. Горизонтальное направление каждого из рисунков выбрано так, чтобы ширина тени была максимальной.


Выпуск 75. 12-19 апреля 2004

astro-ph/0404214 Растекание аккрецируемого вещества по белым карликам (Spreading of Accreted Material on White Dwarfs)
Authors: Anthony L. Piro (UCSB), Lars Bildsten (KITP, UCSB)
Comments: 14 pages, 3 pages

Если у белого карлика слабое магнитное поле, а аккреционный диск тонкий (толщина внутреннего края в несколько раз меньше размера звезды), то диск доходит до поверхности звезды в области экватора вращения. Скорость вещества диска там выше, чем скорость поверхности звезды. Вещество тормозится и растекается по поверхности, образуя так называемый "пограничный слой", в котором выделяется практически столько же энергии, как во всем остальном аккреционном диске в целом. Вещество растекается по поверхности звезды, приближаясь к полюсам, его скорость и температура постепенно сравниваются с параметрами звезды.

Этот процесс выглядит также, как многократно ранее описанное образование пограничного слоя у аккрецирующей нейтронной звезды со слабым магнитным полем. Для белых карликов численное моделирование (проведенное в статье) делается, кажется, впервые.


Выпуск 73. 16-31 марта 2004

astro-ph/0403329 Аккреция ветра в двойных системах - I. (Wind accretion in binary stars - I. Mass accretion ratio)
Authors: T.Nagae et al.
Comments: 8 pages, accepted in Astron. Astroph.

Если звезда в тесной двойной системе не заполняет полость Роша, но близка к этому, и, одновременно, обладает мощным звездным ветром, то аккреция может быть достаточно мощной, а ее физика - очень интересной.

В данной работе приведены результаты трехмерного гидродинамического моделирования, проведенные группой японских исследователей. Техническая сторона (собственно само численное моделирование) в статье рассмотрена очень кратко, зато много графических иллюстраций. Особое внимание авторы уделяют вопросу качественному различию структуры потоков при аккреции из ветра (сильное недозаполнение полости Роша), при течении через точку Лагранжа (полость Роша заполнена) и в промежуточных случаях (малое отклонение от полости Роша).

Слева типичная геометрия потока при аккреции из звездного ветра,
справа - при заполнении полости Роша.


astro-ph/0403407 Кинетическая теория вязкости (Kinetic theory viscosity)
Authors: C.J. Clarke, J. E. Pringle
Comments: 8 pages, 0 figures, Accepted in MNRAS

Статья, в которой вязкие Кеплеровские аккреционные диски описываются в рамках кинетической теории. Достаточно интересно с теоретической точки зрения.


Выпуск 71. 23-29 февраля 2004

исторический обзор astro-ph/0402562 Исследование процессов аккреции на черные дыры: пятьдесят лет работы (Study of Accretion Processes on Black Holes: Fifty Years of Developments)
Authors: Sandip K. Chakrabarti

Первой работой, относящейся к данному направлению, автор считает вышедшую в 1952 году назад статью Бонди (Bondi) о сферической аккреции. [50 лет этой статье исполнилось в 2002, когда и был опубликован данный обзор.] С этого времени поток статей рос экспоненциально и было сделано очень много.


Выпуск 68. 01-07 февраля 2004

миниобзор astro-ph/0402013 Высокочастотные QPO как физическая проблема: нелинейный резонанс (High-frequency QPOs as a problem in physics: non-linear resonance)
Authors: Wlodek Kluzniak, Marek A. Abramowicz, William H. Lee
Comments: 4 pages, presented at X-ray Timing 2003: Rossi and Beyond, Boston, November 2003

QPO - квазипериодические осцилляции. Это важный феномен, наблюдающийся в аккрецирующих тесных двойных системах с нейтронными звездами и черными дырами. Причины возникновения QPO неясны. Есть достаточно много моделей и все время появляются новые (см. самую последнюю в свежей работе The MHD Alfven wave oscillation model of kHz Quasi Periodic Oscillation of Accreting X-ray Binaries).

Здесь же авторы рассматривают QPO как нелинейный резонанс (см. также их статью Resonance in forced oscillations of an accretion disk and kHz QPOs). Поскольку явление наблюдается и у систем с нейтронными звездами, и у систем с черными дырами, то, полагают авторы, надо смотреть на то общее, что у них есть. У черных дыр нет ни поверхности, ни магнитного поля. Значит, остается аккреционный диск. И именно он играет ключевую роль в их модели: QPO - это резонансные колебания аккреционного диска.

В отдельной статье (astro-ph/0402012) авторы рассматривают QPO в системах с черными дырами, надеясь с помощью этого инструмента получить ответ о природе ультрамощных рентгеновских источников.


миниобзор astro-ph/0402059 Что мы можем узнать из картирования затмений аккреционных дисков? (What can we learn from Accretion Disc Eclipse Mapping experiments?)
Authors: Raymundo Baptista
Comments: 5 pages, 3 postscript figures, 2 links for animated gif files, coded with AN latex style file. To appear in Astron. Nachrichten

Для катаклизмических переменных (двойные системы с белым карликом) можно пытаться строить изображения аккреционного диска, если наблюдаются его затмения второй звездой. Метод предложен давно, и давно уже применяется. Об основах методики, основных результатах и планах как раз можно узнать из этого короткого обзора.

А еще можно посмотреть анимашки:
http://www.astro.ufsc.br/~bap/anslide1.gif
http://www.astro.ufsc.br/~bap/anslide2.gif
http://www.astro.ufsc.br/~bap/slide0.gif
http://www.astro.ufsc.br/~bap/ipmovie.gif.


Выпуск 67. 26-31 января 2004

astro-ph/0401476 Глитч аккрецирующего пульсара (A Frequency Glitch in an Accreting Pulsar)
Authors: D.K. Galloway et al.
Comments: 10 pages, 4 figures; submitted to ApJ

Глитч - это сбой периода вращения. Наблюдаются они у обычных радиопульсаров (например, у пульсара в Крабе) и недавно были открыты у аномальных ренгеновских пульсаров. Но никогда глитчи не наблюдались у аккрецирующих нейтронных звезд в тесных двойных системах.

При глитче скачком меняется период вращения. Меняется на незначительную величину. Связывают это или с изменением момента инерции коры звезды, или с отрывом вихревых нитей, которые "прицеплены" к коре изнутри.

Авторы этой работы приводят данные о резком (заведомо менее 10 часов) изменении периода нейтронной звезды в системе KS 1947+300. Это двойная с Ве-звездой. Период вращения нейтронной звезды 18.7 секунды. Ввиду сложности поведения периода вращения аккрецирующих нейтронных звезд в двойных системах авторы рассматривают различные причины скачка периода. Однако, по их мнению, глитч - самая вероятная. Тем не менее отметим, что дело это пока темное. Тем более, что глитч получается очень нетипичным как по величине, так и по последующей эволюции вращения нейтронной звезды. В любом случае, авторам удалось увидеть очень интересное явление.


Выпуск 65. 12-19 января 2004

astro-ph/0401141 Нецентральное зажигание углерода в быстровращающихся аккрецирующих Углеродно-кислородных белых карликах (Off-Center Carbon Ignition in Rapidly Rotating, Accreting Carbon-Oxygen White Dwarfs)
Authors: Hideyuki Saio and Ken'ichi Nomoto
Comments: 7 pages, 4 figures

Термоядерное горение белого карлика вызывает взрыв сверхновой типа Ia. Начинается этот процесс в самых плотных слоях звезды: в ее центре. Это утверждение совершенно верно для невращающихся, сферически симметричных карликов. Оно остается верным при медленном и умеренно быстром их вращении. Но когда скорость вращения на экваторе становится сравнимой с Кеплеровой, ситуация меняется: горение может начаться не в центре звезды, а на некотором расстоянии от него.

Кроме того быстро вращающиеся белые карлики дольше не загораются. Из этого авторы работы делают вывод, что слияния двойных белых карликов не должны приводить к сверхновым Ia (т.е. такие сверхновые порождаются из медленно вращающихся белых карликов в тесных системах с нормальными компаньонами).

Смотрите, также, статью на связанную тему "Explosion models for thermonuclear supernovae resulting from different ignition conditions" (astro-ph/0401230).


astro-ph/0401212 Эволюция спектральных состояний Aql X-1 во время всплеска 2000 г. (Evolution of Spectral States of Aql X-1 during the 2000 Outburst)
Authors: D. Maitra, C. D. Bailyn
Comments: 25 pages, 11 figures. Accepted for publication in ApJ

В астрономии почти всегда получается так: ищут, где ярче. Например, если открыт новый тип источников, то какой-нибудь один становится наиболее изученным, "стандартным" и т.д. и т.п. Для мягких рентгеновских транзиентов (это маломассивные рентгеновские двойные с нейтронными звездами) таковой является система Aql X-1.

Это двойная с орбитальным периодом около 19 часов, находящаяся на расстоянии 4-7 кпк от нас. Маломассивный компонент - звезда класса К, заполняющая полость Роша. Примерно раз в год источник вспыхивает.

Осенью 2000 г. во время очередной вспышки проводились совместные наблюдения в оптике и рентгене (спутник RXTE). Такие исследования очень важны, т.к. физика процессов в мягких рентгеновских транзиентах остается до конца непонятой.


Выпуск 64. 01-11 января 2004

миниобзор astro-ph/0401100 Аккреционные потоки вокруг черных дыр звездных масс и нейтронных звезд (Accretion flows around stellar mass black holes and neutron stars)
Authors: Didier Barret
Comments: 12 pages, 9 figures

На 12 страницах (включая рисунки) автор успевает успешно упомянуть:

Один из выводов автора: нейтронные звезды бывает очень трудно отличить от черных дыр.


Выпуск 62. 01-15 декабря 2003

миниобзор astro-ph/0312170 Доплеровская томография аккреции в двойных (Doppler tomography of accretion in binaries)
Authors: D. Steeghs
Comments: 5 pages, two color figures, to appear in the proceedings of IAU JD9, "Astro-tomography", eds. A.Cameron, A.Schwope and S.Vrielmann, movies available at http://hea-www.harvard.edu/~dsteeghs/wzsge/movies.html

Непосредственно увидеть аккреционный диск в тесной двойной системе пока нельзя: слишком далеки от нас эти объекты. Однако, есть методика, которая позволяет построить карту диска. Называется это - доплеровская томография.


Система WZ Sge. Слева показана карта в линии ионизованного гелия, а справа - в линии водорода Hβ

Суть метода заключается в исследовании профилей эмиссионных линий в зависимости от орбитальной фазы двойной системы. Исследуются разные типы двойных систем, например, катаклизмические переменные. В обзоре кратко описывается суть методики и даются примеры (один из них показан на рисунке).


Выпуск 58. 01-17 октября 2003

astro-ph/0310224 Аккреция на быстрые рентгеновские пульсары (Accretion Onto Fast X-Ray Pulsars)
Authors: S.A.Rappaport et al.
Comments: 10 pages, 5 figures, submitted to ApJ

В последние десять лет были открыты аккрецирующие рентгеновские пульсары с миллисекундными периодами. В стандартной модели аккреции возникают некоторые проблемы с объяснением наблюдаемых свойств этих объектов. Например, с объяснением того, что темп аккреции у них различается почти на два порядка величины, или что эти объекты демонстрируют очень высокие темпы торможения.

Для объяснения наблюдаемых явлений авторы предлагают модифицированную модель диска у которого внешняя граница расположена на радиусе коротации. Размер такого диска зависит от периода вращения нейтронной звезды.


Выпуск 56. 13-20 сентября 2003

миниобзор astro-ph/0309347 Наблюдательный обзор аккрецирующих миллисекундных рентгеновских пульсаров (An observational review of accretion-driven millisecond X-ray pulsars)
Authors: Rudy Wijnands
Comments: 10 pages, 6 figures.

Сегодня известно пять аккрецирующих миллисекундных рентгеновских пульсаров. Большую часть обзора занимает пульсар SAX J1808.4-3658 - он был открыт первым и является самым изученным объектом в данной группе. От него к сегодняшнему дню наблюдались уже четыре вспышки. Последняя из них произошла в октябре 2002 г. и вызвала особый интерес, поскольку в ходе нее у объекта наблюдались килогерцовые квазипериодические осцилляции (QPO) одновременно на двух частотах и почти когерентные (периодические) пульсации во время рентгеновской вспышки первого типа. До сих пор килогерцовые QPO наблюдались только у рентгеновских новых - кандидатов в черные дыры, т.е. в системах с компактным объектом не обладающим собственным точно измеренным периодом вращения. Остальные четыре объекта этого класса были открыты в последние два года, к настоящему времени опубликованы результаты только небольшого количества их наблюдений. Возможно, в ближайшее время мы получим новые интересные результаты, касающиеся этих пульсаров.

Более развернутую и обновляемую версию данного обзора можно найти на сайте автора http://zon.wins.uva.nl/~rudy/admxp/

Объекту SAX J1808.4-3658 также посвящена статья astro-ph/0309345 "Апериодическое временное поведение аккрецирующего миллисекундного пульсара SAX J1808.4-3658"


astro-ph/0309458 Модель для высокочастотных квазипериодических осцилляций в Аккрецирующих черных дырах (A Model for High Frequency Quasi-periodic Oscillations from Accreting Black Holes)
Authors: Jeremy D. Schnittman and Edmund Bertschinger
Comments: 25 pages, 13 figures, submitted to ApJ

Наблюдения с борта рентгеновского спутника RXTE обнаружили высокочастотные квазипериодические осцилляции (QPO) у ряда аккрецирующих рентгеновских систем с черными дырами. По крайней мере у двух систем колебания происходят на двух частотах, относящихся как 2:3. Для объяснения этого явления авторы предложили модель яркого пятна во внутренней части аккреционного диска вокруг керровской черной дыры. Вблизи внутреннего края диска, около последней устойчивой круговой орбиты, частоты радиальных колебаний обращающейся частицы составляют 1/3 орбитальной частоты. Наблюдение подобного пятна под некоторым углом к диску должно порождать квазипериодические осцилляции с отношениями частот 2:3 или 3:4.


Выпуск 55. 01-12 сентября 2003

astro-ph/0309321 Модель диска при возвратной аккреции для ультрамощных источников (A Fallback Disk Model for Ultraluminous X-ray Sources)
Authors: Xiang-Dong Li
Comments: 6 pages, accepted for publication in ApJL

Напомним, ультрамощные источники (УМИ) - это объекты, наблюдаемые обычно в рентгеновском диапазоне, поток излучения от которых сответствует изотропной светимости более 1039 эрг/с. Эта светимость соответствует аккреции на черную дыру с массой 10 масс Солнца. Если мы видим бОльший поток, то или масса черной дыры больше (а откуда их взять?), или излучение не изотропно - джет.

Наблюдения указывают, что ультрамощные источники обычно находятся там же, где и молодые массивные звезды (хотя видят источники и в эллиптических галактиках). Некоторые из УМИ совпадают с остатками сверхновых. Это привело автора статьи к мысли, что источником вещества для аккреции может быть тоже самое вещество, что было выброшено при взрыве сверхновой.

Давно было показано, что после взрыва значительная часть вещества может выпадать обратно. Такой процесс получил название возвратная аккреция (fall-back). Вещество может образовывать диск, что может приводить к анизотропии излучения и образованию джетов. Но по видимому впервые идею возвратной аккреции применяют для объяснения ультрамощных источников (у меня эта работа вызвала реакцию: "Почему же я-то не догадался?!" - С.П.). Автор не претендует на объяснение всех известных объектов этого типа, т.к. стадия возвратной аккреции со столь высоким энерговыделением является достаточно короткой (около 100000 лет). Однако можно объяснить порядка 10 процентов источников, например те, что "сидят" в остатках сверхновых.


Выпуск 48. 23-30 июня 2003


astro-ph/0306614 Струйнодоминированные состояния: альтернатива адвекции через горизонт черной дыры в "спокойных" рентгеновских двойных (Jet-dominated states: an alternative to advection across black hole event horizons in uiescent' X-ray binaries)
Authors: R.P. Fender, E. Gallo, P.G. Jonker
Comments: 6 pages, Accepted for publication as a letter in MNRAS

Сейчас известно достаточно много кандидатов в черные дыры в тесных двойных системах (см. обзор Черепащука в УФН). Некоторые из этих систем могут находиться в т.н. "спокойных" состояниях, когда их светимость становится чрезвычайно низкой. Причины этого неясны. Одной из наиболее популярных гипотез является адвекционная: в этом случае горячее вещество утекает под горизонт, и не происходит выделения энергии в виде электромагнитного излучения. В данной статье авторы предлагают альтернативу: "все уходит в свисток". Энергия уходит в кинетическую энергию струй, бьющих перпендикулярно аккреционному диску.

Выпуск 47. 16-21 июня 2003

astro-ph/0306328 Порождаемый вязкостью ветер от магнитных аккреционных дисков (Viscosity-Driven Winds from Magnetized Accretion Disks)
Authors: Daizo Maruta, Osamu Kaburaki
Comments: accepted for publication in ApJ

Что происходит с аккреционным диском, который пронизывается глобальным магнитным полем? Ход аккреции в нем контролируется одновременно двумя процессами - магнитным полем и вязкостью плазмы. Авторам данной работы удалось построить аналитическую модель для такого диска в адвекционно-доминированном случае (когда основная часть выделяемого в вязких процессах тепла переносится по радиусу потоком вещества, а не диффундирует поперек диска, как в стандартной модели). Силовые линии поля, поперечно пересекающие диск, порождают магнитный ветер - частицы вещества с поверхности диска ускоряются вдоль силовых линий. Вдоль оси вращения диска при этом образуются джетоподобные структуры. Все эти детали изображены на представленной схеме.


"Концептуальная схема" замагниченного аккреционного диска


Выпуск 46. 1-15 июня 2003

обзор astro-ph/0306184 Двумерные адиабатические потоки на черные дыры. I. Гидродинамическая аккреция (Two Dimensional Adiabatic Flows onto a Black Hole: I. Fluid Accretion)
Authors: Roger D. Blandford and Mitchell C. Begelman
Comments: 21 pages, 9 figures, submitted to MNRAS

Всем, всем, всем, кто интересуется аккрецией!

Роджер Блэнфорд - живой классик современной астрофизики, его соавтор - Митчел Бегельман, также очень известный исследователь. Представленная ими работа сочетает в себе оригинальные результаты с обзором современного состояния гидродинамической аккреции (без существенного влияния магнитных полей).

При аккреции на черные дыры вещество излучает очень неэффективно. Диски оказываются полностью конвективными. Авторами получена серия 2-мерных автомодельных решений для конвективных дисков.


Распределение физических параметров в аккреционном диске без конвекции. Показаны поверхности постоянных значений (снизу вверх на рисунке) плотности p, давления P, сферического радиуса r, угловой скорости W, цилиндрического радиуса R, удельного углового момента L, интеграла Бернулли B и энтропии S. Все поверхности проходят через одну и ту же точку на экваторе диска.

В обзоре рассмотрены также следующие темы: одно- и двумерное описание дисков, циркуляция и отток вещества в дисках, отклонения от автомодельности во внутренних и внешних частях дисков, альтернативные модели адиабатической аккреции (неконвективные диски, адвекционно-доминированные диски, полностью конвективные диски, слабо связанные диски).


astro-ph/0306208 Перенос углового момента в аккреционных дисках (Enhanced Angular Momentum Transport in Accretion Disks)
Author: Steven A. Balbus (Dept. of Astronomy, University of Virginia)
Comments: 43 pages, 2 figures, to appear v.43 A.R.A.A. October 2003

Фундаментальны астрофизический обзор, который выйдет в томе Annual Reviews этого года.

За последние десятилетие астрофизика существенно продвинулась, как в понимании ключевых физических процессов дисковой аккреции, так и в наблюдениях аккрецирующих рентгеновских источников.

В обзоре рассмотрены следующие вопросы: современная теория аккреции с учетом нелинейных флуктуаций, гидродинамические волны в дисках, гидродинамические неустойчивости, роль МГД турбулентности и ее численное моделирование, 2- и 3-мерное моделирование дисков.


Схема аккреционного диска с малым вкладом давления излучения


Выпуск 45. 26-31 мая 2003

astro-ph/0305421 Аккреция Бонди и проблема недостающих одиночных нейтронных звезд (Bondi Accretion and the Problem of the Missing Isolated Neutron Stars)
Authors: R.Perna, R.Narayan, G.Rybicki, L.Stella, A.Treves
Comments: accepted to ApJ; 19 pages, 4 figures

В галактике должно находиться 108-109 нейтронных звезд, родившихся за время ее жизни. Большинство из них слишком холодные, чтобы можно было заметить их собственное излучение, но они могли бы светит за счет аккреции из межзвездной среды. Расчеты, проводившиеся перед запуском рентгеновской обсерватории ROSAT (примерно в 1990 г.), показывали, что она должна была увидеть сотни и тысячи подобных слабых одиночных источников, а обнаружены были единицы (точнее, достоверно не открыто ни одного, есть семь объектов-кандидатов). Куда делись остальные? Какие факторы были учтены неправильно?

Оказывается их было насколько.

  1. Оказалось, что пространственные скорости нейтронных звезд в среднем существенно выше, чем предполагалось в 1990 г.
  2. Для правильной оценки аккреционной светимости нейтронных звезд необходимо учитывать влияние их атмосфер.
  3. Для оценки темпа аккреции использовалась классическая формула Бонди, которые авторы предлагают модифицировать. Дело в том, что при аккреции энергия магнитных полей, вмороженных в межзвездное вещество, возрастает быстрее всего. На некотором расстоянии от нейтронной звезды эта энергия становится сравнимой с кинетической энергий вещества и аккреция начинает тормозиться.
Второй из указанных факторов повышает аккреционную светимость нейтронных звезд, но первый и третий ее существенно сильнее понижают (авторы особенно упирают на третью причину), что и вызывает снижение числа зарегистрированных источников.

Выпуск 44. 17-23 мая 2003

astro-ph/0305335 Схема единого описания маломощных аккрецирующих черных дыр - струйно-доминированные аккреционные потоки и корреляция радио и рентгеновского излучения (A Scheme to Unify Low-Power Accreting Black Holes - Jet-Dominated Accretion Flows and the Radio/X-Ray Correlation)
Authors: Heino Falcke et al.
Comments: Astronomy & Astrophysics, submitted, A&A LaTex, 7 pages, 3 figures, also available at this URL

Одна из целей научного подхода - описание наблюдаемых явлений с точки зрения наиболее общего (единого ) подхода. Отсюда поиски "теории всего", "Великое объекдинение" и т.д. Похожие вещи происходят во всех областях науки. В астрономии, например, пытаются объяснить активность галактик разных типов в терминах эволюционных стадий сверхмассивных черных дыр.

Аккрецирующие черные дыры встречаются не только в ядрах галактик. Есть такие объекты в тесных двойных системах. По всей видимости есть черные дыры промежуточных масс. Должны быть одиночные черные дыры, аккрецирующие вещество межзвездной среды... Процессы должны быть в какой-то степени похожи (о разных типах черных дыр см., например, обзоры Черепащука в УФН). В данной статье авторы представляют попытку единого описания различных объектов, содержащих аккрецирующие черные дыры, чья светимость существенно меньше эддингтоновской. Разница в том, что при светимости порядка эддингтоновской доминирует вклад диска, а при существенно меньшей светимости - нетепловое излучение релятивистского джета. Кандидатов в такое состояние много: от тесных двойных до активных и неактивных ядер галактик.

Основные предположения авторов сводятся к тому, что
джет всегда присутствует,
при некотором темпе аккреции (менее нескольких процентов от эддингтоновского) диск перестает быть существенным источником излучения,
если мы смотрим "в жерло", то вклад джета больше вклада диска.

Сравнение с наблюдениями показывает работоспособность модели, однако ясно, что она нуждается в дальнейшем развитии и новых проверках, поскольку очевидно, что реальность устроена несколько сложнее, чем просто тонкий диск + джет.


Выпуск 38. 1-11 апреля 2003

astro-ph/0304045 Псевдо-ньютоновский потенциал для релятивистского аккреционного диска вокруг вращающегося центрального объекта с твердой поверхностью (Pseudo-Newtonion potential for the relativistic accretion disk around rotating central objects having hard surface)
Author: Shubhrangshu Ghosh
Commets: 8 pages, aa.cls style; Accepted for publication in Astronomy and Astrophysics (A&A)

Гравитационное поле вокруг быстро вращающейся нейтронной или странной звезды имеет более сложный вид, даже чем поле Керровской черной дыры. Теперь можно не решать уравнения Эйнштейна, а воспользоваться формулами, выведенными автором данной статьи, которые правильно учитывают все физические эффекты. Если, конечно, вас удовлетворяет 10% точность.


astro-ph/0304157
Глобальное решение для вязкого аккреционного диска вокруг вращающихся компактных объектов: псевдо-релятивистский подход (Global solution of viscous accretion disk around rotating compact objects: a pseudo-general-relativistic study)
Author: Banibrata Mukhopadhyay and Shubhrangshu Ghosh
Commets: 25 pages including 5 figures; to appear in MNRAS
astro-ph/0304157
Глобальное решение для вязкого аккреционного диска вокруг вращающихся компактных объектов: псевдо-релятивистский подход (Global solution of viscous accretion disk around rotating compact objects: a pseudo-general-relativistic study)
Author: Banibrata Mukhopadhyay and Shubhrangshu Ghosh
Commets: 25 pages including 5 figures; to appear in MNRAS

Решать задачи аккреции непосредственно в рамках ОТО достаточно тяжело. Поэтому вместо искривленного пространства можно попытаться ввести псевдо-Ньютоновский потенциал в котором движение частиц описывается правильно. Это удается сделать для Шварцшильдовского гравитационного поля, которое существует вокруг невращающихся нейтронных звезд и черных дыр. Для вращающихся объектов обойтись одним потенциалом не удается. Авторы подробно рассматривают как единым образом можно ввести такие потенциалы и в каких случаях данных подход работает. Эта статья дополняет вышедшую в прошлом месяце: