О возможном фотометрическом проявлении магнитного поля в рентгеновской системе Лебедь Х-1

Аннотация

Рассмотрено влияние недавно открытого магнитного поля на атмосферу сверхгиганта O9.7 Iab, являющегося оптическим компонентом рентгеновской двойной Cyg X-1 = V1357 Cyg. Нами принята наиболее простая модель (Карицкая, Бочкарев, 2013) униполярного цилиндрически симметричного магнитного пятна, расположенного на магнитном полюсе в статическом приближении, в которой магнитные силовые линии почти параллельны, поэтому можно пренебречь компонентой лоренцовской силы, связанной с кривизной этих линий. В этом случае уравнение гидростатического равновесия можно записать как ∇(P_g+P_r+B²/8π) = ρg, где P_g и P_r – газовое и радиационное давление, B²∕8π – изотропное магнитное давление, g – ускорение силы тяжести, ρ – плотность газа.

В рамках этой модели и рассчитанной нами модели атмосферы (см. Шиманский и др., 2012) в фотосфере сверхгиганта магнитное давление оказывается сравнимо с газовым и радиационным, превышая их в районе магнитных полюсов. Это может привести к формированию ярких пятен на поверхности звезды. Получена верхняя оценка относительной яркости пятна ΔI∕I ≃ +0.25 в спектральном диапазоне около 5000 Å на оптическом компоненте Cyg X-1. Дипольное или квадрупольное магнитное поле могут создать яркие пятна большого размера, которые могут изучаться с помощью наземной фотометрии. Если магнитная ось наклонена к оси вращения звезды, то предполагаемая переменность может достигать около 1 %. Если поле будет более высокой мультипольности (возникло из-за динамо-механизма), то оно может формировать пятна меньшего размера, которые могут быть обнаружены лишь с помощью космических телескопов. Пятна могут быть выявлены также по переменности профилей спектральных линий. Наблюдение магнитных пятен может быть рассмотрено как независимый инструмент исследования магнитных полей в O-сверхгигантах, таких как в системе Cyg X-1.