SS433 и ультраяркие рентгеновские источники

С. Фабрика и О. Шолухова

SS433Тесная 13 d двойная система Сверхгигант + ~ 10 Mo ч.д. Gies et al. 2002, Cherepashchuk et. al. 2005, Hillwig et al. 2008, Blundell et al. 2008

Сверхкритический аккр. диск+ релятивистские струи Fabrika, 2004 для обзора

Красная 14 mag звезда, AV ~ 8 mag

SS433 светимость ~ 1040 эрг/с Murdin et al. 1980, Cherepashchuk et al. 1982,

получено по UBV + AV / ВВ фит. Wagner 1986, Dolan et al. 1997

BB температура ~ 50000 – 70000 KBB размер ~ 1012 cm Dolan et al. 1997 (HST + UBVR)

HST (HSP, F277M) + UBVR (Dolan et al. 1997)

Яркое состояние (максимально открытый диск)T = 72000 ± 20000 K, r = 2 1012 cм

Слабое состояние (диск с ребра)T ~ 50000 ± 20000 K, r = 1.5 1012 cм

AV = 8.2 ± 0.2 mag

ΔFR =1.2 1037 эрг/с = const (ff-излучение)

Решение SED для SS433

Экстремально яркая голубая звезда MV ~ -8 mag, Mbol ~ -11 (17 mag в M33)

Поиски нового SS433 в близких галактиках:Neese et al. 1991; Calzetti et al. 1995; Fabrika & Sholukhova, 1995, 1999; Massey et al. 2007

Однако…Действительно ли SS433 такой яркий в УФ-оптике?

Корректны ли экстраполяции UBV / AV / ВВ ?Действительно ли сверхкритический диск излучает как черное тело? Одно черное тело?

VLA 20 cм (Dubner et al 1998)

Эти газовые волокна прямо видятсверхкритический диск SS433

AV ~4m ~8m ~8 m

(Schlegel et al.1998 )

Предыдущая спектроскопия

Zealy et al. 1980, Kirshner & Chevalier 1980, Murdin & Clark 1980:[NII]6548,6584/ Hα ~ 3, очень сильные [SII] и [OI] (ударные волны?)

Kirshner & Chevalier 1980:Сильные [OIII] 4959, 5007 и [OII] 3727 (фотоионизация?)

Mazeh et al. 1983:Vhel (E+W) = 53 ± 6 км/с

Dubner et al. 1998:Vhei(вся) = 28 км/с в радио 21 cм

Boumis et al. 2007:Vhel(вся) = 56 ± 2 км/с[OIII]/H = 5 – 10, [NII]/Hα ~ 3 – 5, [SII]/Hα ~ 1.5 – 2.5

Газовые волокна поджаты струями

Hα+[NII]восточное волокно

Hα+[NII]западное волокно

[OIII] 4959,5007восточное волокно

Спектроскопия волокон. Восточное волокно

Телескоп БТА

3900 – 5500 A, разрешение 5 A & 3700 – 7200 A, разрешение 10 A

Спектр восточного волокна (+неразрешенные звезды)

Спектр восточного волокна (+неразрешенные звезды)

Лучевая скорость[OIII] вдоль волокна

Тощина индивидуальных волокон во всей структуре ~ 0.1 - 0.3 пкОни независимы для напора струй

Голубое крыло эмиссионных линий (также обнаружено Boumis et al. 2007 в линии [NII]6584)

Параметры газа волокон

Потоки и светимости

F(HeII) = (4.9 ± 0.4) 10-17 эрг/cм2□’’сF(H) = (2.5 ± 0.07) 10-16 эрг/cм2□’’с

После коррекции за поглощение и для Всего волокна (4.5’, 7 pc):

L(HeII) = 1.9 1035 эрг/сL(H) = 8.2 1035 эрг/сL([OIII]) = 3.8 1036 эрг/с

AV=3.8 mag (Hα/H)

Te = 12000 – 13000 K[NII] (6548+6584)/5755

Te = 10500 – 13500 K[SII] (6716+6731)/(4068+4076)

ne = (LH /αrhHqV)1/2 ~ 70 cм-3

Mtot = mp LH / αrhH ne

~ 110 MO

Фотоионизация. Светимость источника

Случай В газовой туманности

Только излучение канала:L(<228 A) L(HeII) (h228/ h4686)(αtot/α4686)(fun/fil) ~ 1.1 1039 эрг/сL(<912 A) L(H) (h912/ hH)(αtot/αH)(fun/fil) ~ 2.6 1039 эрг/с

Изотропное излучение:L(<228 A) 1.2 1040 эрг/сL(<912 A) 2.8 1040 эрг/с

SS433 face-on / edge-on SEDs

F

, er

g /c

m2 s

+ изотропное излучение

+ излучение в канале

Dolan et al. 1997

Рентген:Kotani et al 1996Marshall et al 2002

NGC6946 ULX-1 восстановленный SED (Abolmasov et al. 2008)

Рентген: Chandra PL+MCD (Roberts & Colbert 2003)IMBH MCDs (10-1000 Mo) CLOUDY решение для MF16 (NGC6946 ULX-1 )Потоки для ионизации HeII, HeI, HI

F

, erg

cm

-2s-1

X-ray – UV SEDs

SS433

NGC6946 ULX-1

Спектр туманности MF16 вокруг NGC6946 ULX-1

W50 волокно x3

Holmberg II X-1 x25NGC6946 ULX-1 x15

W50 восточное волокно + туманности ULX

L(HeII, MF 16)/L(HeII, E-fil) ~ 200L(HeII, Holm II)/L(HeII, E-fil) ~ 15

L(HeII)/L(H) ~ 0.2

MF16 в NGC6946 ULX-1

ULX в Holmberg II. HST + CHANDRA (Kaaret, Ward, Zezas, 2004)

“Остатки сверхновых" вокруг SS433 и ULXs в одном линейном масштабе

SS433 (VLA) Dubner et al, 1998

Holmberg II ULX-1

(HST+VLA)

Miller et al., 2005

MF16 and NGC6946 ULX-1 (Chandra+HST+VLA)радиоизофоты из Van Dyk et al., 1994

Туманности ULX и восточное волокно W50 на диагоностических диаграммах, Abolmasov et al. 2007

ULX в Ноlmberg IX (БТА)

Туманности типа «сверхпузыри» (~200 pc), скорость расширения ~50 км/с. Требуется L ~ 3 1039 эрг/с механический энергии в звездном ветре или струях (один SS433)

Туманность Holmberg IX X-1 (Subaru)

Высокая ионизация, области ([OIII]). Требуется УФ источник ~1039-40 эрг/с (SS433 или IMBH)

ULXs в М101 в NGC 5204 (БТА)

M101 ULX-1

NGC5204 ULX-1

Выводы из наблюдений туманностей ULX(Lehmann et al. 2005, Abolmasov et al. 2007)

По крайней мере часть туманностей ULX динамически возмущены (50 - 100 км/с на масштабах 50 - 100 пк)

Диагностика по эмиссионным линиям. Надо:

a) УФ источник (~105 К), светимость сравнима с рентгеновской (1040 эрг/с),

b) Ударные волны (20 - 100 км/с), Lkin ~1039 эрг/с за ~ 105 лет

Это не остатки сверхновых (и не «гиперновых»), они должны быть возмущены ветром источника или струями

Выводы из спектроскопии волокон W50

• УФ источник ~ 1040 эрг/с, T ~ 105 K • SS433 – ультраяркий УФ источник (ULXs тоже самое)• Поглощение света ~8m (Черепащук ++) правильное• УФ источник SS433 примерно изотопный (но температура излучения меньше в плоскости диска)• УФ источник примерно чернотельный• Ветровая модель сверхкритического аккреционного

диска Шакуры-Сюняева (1973) работает

Спасибо!

WNL ветра

SS433

WN9H (Гварамадзе и др., 2009)

LBVV532/M33

Спектр звезды донора в SS433

Subaru/2007 Gemini/2006

The wind velocity in SS433

Radio nebula W50 (VLA)and gas filaments (BТА)

Mj ~ 5 10-7 Mo /y

Lk ~ 1039 erg/s, Vj ~ 0,26 c

Radio jets:

rj ~ 1017 cm, Lr ~ 1031erg/s

Optical jets:

rj ~ 1015 cm, Te ~ 104K, j ~ 0.8º

X-ray jets:

rj ~ 1011-12 cm, T0 ~ 108K, j ~ 0.8-2º

LX ~ 1036 erg/s

˙SS433 jets

SS433 Supercritical Disk and Funnel

Mwind ~ 10-4 Mo /y

Twind ~ (5-7) 104K

Vwind ~ 1500 km/s

Lbol ~ 1040 erg/s

2 f ~ 40-50º

(Ohsuga et al., 2005)

˙