Rentgenowskie układy podwójne zawierają 'zwykłą'
gwiazdę oraz składnik zwarty, czyli gwiazdę neutronową lub czarną dziurę
(BHXB - ang. Black Hole X-ray Binaries).
Aby stwierdzić, z jakim obiektem mamy do czynienia, należałoby określić jego
masę:
maksymalna masa gwiazdy neutronowej nie może przekroczyć 2-3 mas Słońca. Jak na razie, dla
11 rentgenowskich układów podwójnych masa składnika zwartego, oszacowana na podstawie
tzw. funkcji mas (stanowiącej jej dolny limit), jest większa od 3 mas Słońca -
jest tam wiec najprawdopodobniej czarna dziura.
Ponadto w kolejnych 14 układach zaobserwowano charakterystyczne widmo energetyczne,
w którym nie jest obecna termiczna składowa pochodząca od gwiazdy neutronowej.
Ponieważ nie
obserwuje się w nich również rozbłysków termonuklearnych, charakterystycznych dla
układów z gwiazdą neutronową, układy te są również poważnymi kandydatami na BHXB.
*
Stany spektralne
Widma rentgenowskie układów z czarną dziurą
zawierają dwa
podstawowe składniki: miękki (poniżej 2 keV), emitowany przez dysk akrecyjny
otaczający
zwarty obiekt, oraz 'ogon' potęgowy. Widmo potęgowe pochodzi z plazmy dużo
gorętszej od
dysku i może rozciągać się do setek keV. Źródła rentgenowskie obserwowane
są w kilku charakterystycznych stanach widmowych.
W stanie "twardym" widmo może być opisane pojedynczą funkcją potęgową,
a emisja z dysku jest bardzo słaba.
W stanie "miękkim" widmo pochodzące z dysku dominuje, natomiast 'ogon' jest bardzo stromy,
lub wcale nieobecny.
Za przejścia pomiędzy stanami, obserwowane w wypadku niektórych układów (tzw.
przejściowych), może odpowiadać zmieniające się tempo akrecji materii na zwarty obiekt, lub zmiany
we wzajemnej konfiguracji dysku i plazmy emitującej twarde promienie X.
*
Składniki widma rentgenowskiego
Widmo rentgenowskie w zakresie miękkich promieni X ma
kształt "wielokolorowego" widma ciała doskonale czarnego, emitowanego
przez dysk akrecyjny.
Oznacza to, że każdy pierścień dysku świeci jak ciało czarne, przy czym temperatura w dysku nie jest
stała, ale
zmienia się wraz z promieniem - dysk jest "wielokolorowy".
W zakresie twardych promieni X obserwuje się rozkład potęgowy widma energetycznego.
Powstaje on w wyniku nałożenia się kolejnych rozproszeń fotonów na gorących elektronach
w odwrotnym procesie Komptona. Wtórne spłaszczenie tego "ogona" potęgowego jest spowodowane
zjawiskiem odbicia twardych promieni X od powierzchni dysku. Obserwuje się również
linię fluorescencyjną żelaza o energii ok. 6.4 - 6.7 keV. Powstaje ona w wyniku tego
samego zjawiska - oświetlania dysku twardymi promieniami Rentgena, a energia linii
zależy od stopnia jonizacji powierzchni odbijającej. Na profil linii żelaza
wpływa poszerzenie dopplerowskie (dysk obraca się, w związku z czym jedna jego
część przybliża się do obserwatora, podczas gdy druga się oddala), oraz poczerwienienie
grawitacyjne.
|