КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-72-10167
НазваниеУльтраяркие рентгеновские источники: ветер и доноры
Руководитель Винокуров Александр Сергеевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук , Карачаево-Черкесская Республика
Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-704 - Физика и эволюция звезд и межзвездной среды
Ключевые слова эволюция двойных систем, черные дыры и нейтронные звезды, ультраяркие рентгеновские источники, сверхкритические аккреционные диски и их ветер
Код ГРНТИ41.17.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Ультраяркие рентгеновские источники (ultraluminous X-ray sources, ULXs) - это уникальные объекты, наблюдаемые рентгеновские светимости которых выше, чем светимости типичных рентгеновских источников нашей Галактики (> 10^39 эрг/с при условии изотропного излучения). Согласно современным представлениям, большинство ULX являются тесными двойными системами с нейтронными звездами или черными дырами, аккрецирующими в сверхэддингтоновском (сверхкритическом) режиме. Помимо гораздо более высокой светимости, чем та, что возможна при стандартном режиме аккреции, сверхкритический режим отличается наличием мощных истечений материи (ветров), выбрасываемых из внутренних, наиболее горячих областей аккреционного диска.
На фоне очень большого накопленного объема данных в рентгеновском диапазоне, ультраяркие рентгеновские источники остаются очень слабо изученными в оптическом и других диапазонах. В то же время, именно наблюдения в оптическом и близких к нем УФ и ИК диапазонах могут дать ответы на принципиально важные для понимания природы ULX вопросы о формировании, механизмах ускорения и структуре мощных истечениях газа (ветров) с поверхности сверхкритических дисков, а также о типах звезд-доноров в этих системах. Поиск ответов на эти вопросы является целью проекта.
Решение поставленных задач будет происходить с опорой на данные оптической спектроскопии (в том числе длительного спектрального мониторинга ULXs), а также одновременных фотометрических наблюдений в рентгеновском и оптическом диапазонах. Спектральный и фотометрический мониторинг даст возможность провести поиск закономерностей в изменениях параметров профилей эмиссионных линий в зависимости от различных (по светимости) состояний объектов. Измерение степени скоррелированности и амплитуды переменности излучения в двух диапазонах позволят протестировать разные модели возникновения переменности.
Второй немаловажной частью проекта является теоретическое осмысление полученных наблюдений. Помимо накопления новых наблюдений, новизна проекта обусловлена использованием методов, которые давно и успешно применяются для моделирования ветров звезд, но ещё ни разу не применялись для анализа спектров ULX. Мы предлагаем методику оценки фундаментальных параметров ветров, основанную на применении к оптическим спектрам ULX не-ЛТР обширных сеток моделей протяженных атмосфер, рассчитанных с помощью хорошо зарекомендовавшего себя кода CMFGEN. Состоятельность таких расчетов обоснована результатами предыдущих исследований, которые показали, что наблюдаемые в спектрах ULX эмиссионные линии формируются в ветрах сверхкритических дисков, при этом сами ветра ULX по своим характеристикам очень похожи на ветра звезд типа WNLh и LBV. Методика уже опробована на ряде ULX и показала прекрасные результаты, хорошо согласующиеся с ожиданиями в 2D радиационно-гидродинамических расчетах.
Предложенный метод позволяет не только определять темпы истечения и температуру газа ветра ULX, используя наблюдаемые потоки в эмиссионных линиях, но и дает возможность оценить вклад донора в наблюдаемое оптическое излучение путем учёта рассогласования между параметрами излучения в линиях и в континууме. Достоверные результаты возможно получить только в случае, когда вклад звезды в континуальное излучение достаточно велик. Ключевым преимуществом метода являются существенно меньшие требования к качеству спектральных данных, чем стандартный метод определения типа доноров, основанный на поиске принадлежащих донорам линий поглощения.
Актуальность проекта обусловлена тем, что предложенные методы позволяют ответить или наметить пути решения целого ряда важных вопросов физики аккреции в условиях очень высоких светимостей и эволюции двойных систем, проходящих стадию ULX: эффективность энерговыделения при сверхкритической аккреции, геометрия потоков газа, процессы формирования и ускорения ветров, типы звезд-доноров и их связь с типом аккретора, распространенность систем с черными дырами и нейтронными звездами, и многие другие. Новизна проекта определяется тем, что впервые будут получены оценки темпов истечения в ветрах большого количества ультраярких рентгеновских источников, будут определены вероятные типы доноров не применявшимся ранее оригинальным методом.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ