Logo (Main page)

Регистрация уникально яркой радиовспышки рентгеновской двойной
с черной дырой V404 Cyg (GS2032+336)

English version

    Галактическая рентгеновская маломассивная двойная звезда GS 2023+338 была открыта во время вспышки 22 мая 1989 года с помощью космического аппарата Ginga (Галактика). Поток достигал 17 крабов (единица измерения потока, нормированная по мощному рентгеновскому источнику Крабовидная туманность) в диапазоне энергий 10-35кэВ. Тогда оптический объект увеличил свою яркость почти на 7 зв.вел., достигая яркости 11.6m в фильтре V, то есть объект можно было наблюдать в любительский телескоп диаметром 20-30см.
    Этот объект оказался повторной новой V404 Cygni (переменная звезда в созвездии Лебедя), которая уже вспыхивала в 1938 году. Система динамически разрешена в спектроскопических измерениях. Функция масс оказалась очень высокой f(M)=6.0, что сразу накладывает нижний предел в шесть масс Солнца на массу невидимого компактного объекта. На орбите с периодом 6.5 дней в двойной системе находятся два звездных объекта: черная дыра с массой около 10.6 масс Солнца и оранжевый субгигант - К0-звезда с массой около 0.3 масс Солнца (Черепащук и др.) и температурой фотосферы около 4700К.
    По-видимому, мы имеем дело с системой, в которой субгигант заполняет свою полость Роша (на расстоянии около 60 млн км от черной дыры) и передает вещество на аккрецирующую черную дыру, в результате образуется горячий аккреционный диск, и система становится очень яркой в рентгеновском диапазоне.
    Расстояние до звезды 2.39кпк (7400 световых лет) было недавно точно определено по измерениям годичного параллакса слабого (0.3мЯн) радиоизлучения от V404 Cyg с помощью американской интерферометрической системы (VLA+VLBA+GBT) (Миллер-Джонс+, 2009).
    Из данных измерений 1989 года уже было ясно, что мы имеем дело с рентгеновской двойной звездой, в которой нерегулярно возникают релятивистские выбросы вещества из внутренних частей около черной дыры (Хан и Джелминг, 1992). В современной классификации такие объекты называются микроквазарами. Корбел и др. (2008) показали, что рентгеновский поток и радиопоток от микроквазаров строго коррелированы, поэтому мы вправе ожидать высоких радиопотоков во время рентгеновских вспышек и низких потоков между вспышками.
    Впервые с 1989 года, в период с 15 по 26 июня 2015 года, рентгеновский поток в диапазоне 15-50КэВ по данным космической обсерватории Свифт (Swift/BAT) достигал 40 крабов, а по измерениям на обсерватории Интеграл (60-300кэВ) был даже ярче - до 50 крабов, то есть в несколько тысяч раз превышал спокойное состояние, которое продолжалось 26 лет.
    С 18 июня по 12 июля 2015 года мы ежедневно регистрировали радиоизлучение на пяти частотах 2.3, 4.6, 8.5, 11.2 и 21.7ГГц с помощью радиотелескопа РАТАН-600. Многочастотные измерения не проводил не один другой радиотелескоп в мире. К сожалению, РСДБ-наблюдения были выполнены не во время максимальной радиояркости и не выявили протяженную структуру объекта. Измеренные потоки в начале активного периода изменялись от 50 до 500мЯн, причем спектральный индекс синхротронного излучения варьировался день ото дня от +0.65 до -0.8. 26 июня, спустя несколько часов после яркого рентгеновского всплеска, радиопоток V404 Cyg вырос в 30-40 раз: от 0.05Ян в предыдущий день до почти 4Ян, что в несколько раз превышает максимальный уровень потока вспышки 1989 года. Надо заметить, что уровень 4Ян является очень высоким для подобного рода объектов и тем более для радиозвезд. Только в микроквазаре Cyg X-3 происходят вспышки выше 4Ян (максимум - около 25Ян). Спектр этой рекордной радиовспышки соответствовал оптически тонкому синхротронному излучению на частотах выше 4ГГц (спектральный индекс -0.3) и оптически толстому синхротронному излучению в самопоглощении (спектральный индекс -2.5) на более низких частотах. Вероятно, мы зарегистрировали самое начало формирования релятивистского струйного выброса вещества из полюсов аккреционного диска вокруг черной дыры. Спустя 14 дней радиопоток упал ниже уровня обнаружения на РАТАН-600 синхронно с падением рентгеновского потока.
    Замечательно, что в декабре 2015 года мы снова зарегистрировали радиопоток на уровне 30-70мЯн от объекта, который стал ярче сначала в рентгеновском диапазоне (до 5 крабов), а потом на 2-3 величины в оптическом диапазоне.
    (По материалам авторских телеграмм ATELs NoNo 7667, 7716, 8454, 8482 и доклада на конференции "Астрофизика высоких энергий", Институт космических исследований, Москва, 21-25 декабря 2015 г.)
C.А.Трушкин, Н.А.Нижельский, П.Г.Цыбулев

Для контактов - C.А.Трушкин
Рис.1. Кривые блеска V404 Сyg c 18 июня по 12 июля 2015 года по данным Swift/BAT в диапазоне 15-50 кэВ, РАТАН-600 на двух частотах 4.6 и 8.2ГГц и Токийского радиотелескопа на 1.4ГГц. Отмечены точки измерений на 5ГГц (VLA) и моменты измерений на интерферометре SMA в диапазоне 230ГГц, когда поток менялся от 60мЯн до 6Ян на временах меньше 2 часов Рис.2. Радиоспектры, полученные в результате измерений на РАТАН-600. Отмечены характерные аппроксимации спектров степенными зависимостями, обычными для оптически тонкого синхротронного спектра релятивистских электронов, движущихся в магнитном поле Рис.3. Спектр объекта в момент максимума потоков 26 июня 2015 года. Для него приведена наиболее подходящая аппроксимация спектра зависимостью для синхротронного излучения с низкочастотным завалом. Именно полученный спектральный индекс, равный +2.5 (5/2), указывает на то, что этот завал вызван самопоглощением, то есть генерируемые релятивистскими электронами в синхротронном механизме радиокванты поглощаются теми же самыми электронами. Это может происходить только в том случае, если релятивистские электроны сосредоточены в малом объеме