Кратко и по делу — физика, механизм и наблюдаемые последствия эпизода массопереноса в близкой двойной системе с возникшей яркой рентгеновской эмиссией и джетом.
1) Механизм массопереноса
- Если наполнитель (донор) заполняет свою Роше-полость, массовый поток идёт через точку $L_1$ (Roche-lobe overflow, RLOF). При слабом заполнении — перенос через звёздный ветер.
- Поток через $L_1$ несёт угловой момент; его траектория — струя, которая либо падает напрямую на аккретор (при очень близких орбитах), либо образует диск.
- Стабильность переноса определяется отношением скоростей реакции радиуса донора и его Роше-полости; при нестабильном переносе возможен общий конверт (common envelope) и быстрый сближение.
2) Формирование аккреционного диска
- Диск формируется если поступающий газ имеет достаточно углового момента; характерный радиус «циркуляризации»
$$R_{\mathrm{circ}}\approx \frac{j_{L1}^2}{G{M}_{\mathrm{acc}}},$$ где $j_{L1}$ — удельный угловой момент потока, $M_{\mathrm{acc}}$ — масса аккректора.
- Внутренняя эволюция управляется вязкостью; в α-модели Шакуры—Сунъяева вязкость $\nu =\alpha c_{s}H$, и вязкостное время:
$$t_{\mathrm{visc}}\sim \frac{R^2}{\nu }\sim \frac{1}{\alpha }(\frac{R}{H}{)}^2{\Omega }^{-1}.$$ - Гравитационная энергия выделяется при аккреции, давая рентгеновское излучение:
$$L_{\mathrm{acc}}\approx \eta \dot{M}{c}^2\text{или в ньютоновском приближении}{L}_{\mathrm{acc}}\approx \frac{G{M}_{\mathrm{acc}}\dot{M}}{R_{\ast }}.$$
3) Образование джета
- Джеты запускаются из внутренней части диска/окрестности компактного объекта при наличии сильного магнитного поля и быстрого вращения. Два основныe механизма:
- магнитно-центрифугальный (Blandford–Payne): поле диска выталкивает и коллимирует поток;
- для чёрных дыр — Blandford–Znajek: извлечение энергии вращения чёрной дыры через магнитное поле.
- Мощность джета связана с массовым потоком и магнитной конфигурацией, в упрощённой форме
$$P_{\mathrm{jet}}\sim \xi \dot{M}{c}^2,$$ где $\xi$ — малая эффективность, зависящая от поля и спина.
- Джеты дают радиосинхротронное излучение, иногда обсервабельно как релятивистские «пучки» с лоренц-фактором $\Gamma \gg 1$.
4) Наблюдаемые признаки и переходы
- Сразу после всплеска массопереноса:
- резкое увеличение рентгеновской светимости (диск нагревается, внутренняя температура $kT$ повышается);
- появление жёсткого (корона/адьябатический поток) и мягкого (тепловая составляющая диска) спектров; возможен сильный UV/оптический при повторном рассеянии;
- одновременное появление радио-эмиссии от джета; корреляция $L_{\mathrm{radio}}$ — $L_X$ (обычно $L_{\mathrm{radio}}\propto L_X^{0.6-0.7}$ в «жёстком» состоянии).
- Переходы состояний при изменении $\dot{M}$:
- при росте $\dot{M}$: «жёсткое» состояние → «мягкое» состояние (диск доминирует, компактная корона ослаблена), джет может выключаться;
- при снижении $\dot{M}$: обратный переход с возможной реконфигурацией джета (гистерезис).
- Для нейтронной звезды возможны тип-I термоядерные вспышки; для акретирующей белой карлики — новоподобные явления и, при достижении предела, возможная SN Ia.
- Другие наблюдаемые феномены: полосы эмиссии/поглощения в оптическом/УФ, QPO в рентгене, сдвиги орбитального периода при значительном переносе массы.
5) Дальнейшая эволюция (зависит от типов компонентов)
- Если перенос устойчив и $\dot{M}$ остаётся умеренным: система станет устойчивым X-ray бинаром; аккректор будет либо «пересыщаться» (спин-ап нейтронной звезды; формирование миллисекундного пульсара), либо накапливать массу.
- Если $\dot{M}$ превысит Эддингтоновский предел ($\dot{M}\gtrsim {\dot{M}}_{\mathrm{Edd}}$), возможны сильные ветровые/излучательные оттоки, сверхсветимость (ULX-подобное поведение) и мощные радиально-скоростные выбросы.
- При динамически нестабильном переносе — быстрый общий конверт → слияние или сильное уменьшение орбиты; возможны катастрофические исходы (суперновая при белом карлике, слияние компактных объектов).
- Орбитальные параметры меняются: при переносе массы с более лёгкого на тяжёлый компонент орбита расширяется/сжимается по законам сохранения момента количества движения; характерное изменение периода можно наблюдать через оптические/радиальные-скоростные измерения.
Коротко: яркий рентген и джет означают некратковременный компактный аккрецирующий диск с высокой $\dot{M}$ и организованным магнитным полем; ожидаются переходы спектральных состояний (жёсткое ↔ мягкое), изменение радио- и рентген- корреляции, возможные термоядерные вспышки (если аккретор — нейтронная звезда) или ветровые оттоки при сверх-Эддингтоне. Дальнейшая судьба: устойчивая дисковая аккреция и спин-ап, или при нестабильности — общий конверт/слияние или взрыв в зависимости от природы аккректора.