Массообмен посредством звездного ветра

Наряду с исследованием перетекания газа через внутреннюю точку Лагранжа, внимание астрофизиков все больше привлекает другой возможный механизм обмена веществом в ТДС - посредством звездного ветра. Важность подобных исследований определяется, в частности, тем, что к системам, где истекающая звезда не заполняет свою полость Роша и обмен веществом идет посредством звездного ветра, относятся очень интересные симбиотические и массивные рентгеновские звезды. Проведенные исследования показали, что общая картина течения вещества в подобных системах определяется, в первую очередь, параметрами звездного ветра. Из наблюдений известно, что различные классы объектов, принадлежащих к ТДС с компонентами, не заполняющими полость Роша, могут иметь значительно различающиеся режимы истечения вещества (так, например, в рентгеновских двойных скорости газа в 10-100 раз больше, чем в так называемых симбиотических звездах).

Основываясь на результатах двумерных газодинамических расчетов, попытаемся выяснить общие тенденции изменения картины течения в зависимости от параметров звездного ветра. Это может иметь и практическое значение для анализа наблюдений. В качестве свободного параметра при расчетах введем отношение W скорости ветра к орбитальной скорости аккретора, что позволит использовать полученные результаты при анализе других двойных систем.

Расчеты проведены при фиксированных параметрах двойной системы: масса первичного - истекающего - компонента  и радиус , что соответствует объемной степени заполнения полости Роша в 29.6%; масса вторичного компонента - компактного объекта - , а радиус . Орбитальный период T = 725 дням, расстояние между центрами компонентов . Данные параметры двойной системы являются типичными для симбиотических звезд. Учитывая, что скорость истекающего газа - определяющий параметр при формировании структуры течения

Анализ полученных результатов показывает, что при больших скоростях ветра ( > , т.е. W>1) в двойных системах наблюдается коническая ударная волна, обусловленная прямым потоком вещества от звезды-донора. Увеличение скорости ветра приводит к уменьшению раствора конуса и смещению его оси к линии, соединяющей центры звезд.

Уменьшение скорости ветра приводит к заметному усложнению картины течения, и, в частности, к формированию сложной структуры из ударных волн и тангенциальных разрывов. В подобных системах при уменьшении скорости ветра наряду с прямым потоком вещества от звезды-донора существенную роль начинает играть поток, обусловленный орбитальным движением звезды-аккретора в газе звездного ветра. Характерная особенность рассчитанной структуры при малых скоростях ветра (типичных для симбиотических звезд с < 30-50 км/с и значением параметра W< 1-1.5) - наличие двух отошедших ударных волн: одна находится перед аккретором на пути орбитального движения, другая - между компонентами системы (вместо конической ударной волны). В системах со слабым ветром вещество, падающее на компактный объект, движется по закручивающейся спирали, причем скорость его существенно превышает скорость вещества, не вовлеченного в процесс аккреции.

Во всех низкоскоростных (W < 1) вариантах наблюдалось формирование устойчивого аккреционного диска. Напротив, при высоких граничных значениях скорости (W > 1) диск образовывался квазипериодически, лишь в определенные моменты времени, причем при следующем возникновении диска направление движения газа в нем изменялось на противоположное. Оказалось также, что увеличение скорости ветра приводит к существенному уменьшению скорости аккреции, выраженной в долях от темпа истечения вещества от первичного компонента.

Решение задачи о газодинамике массопереноса во взаимодействующих двойных системах все еще далеко от завершения, поскольку многообразие протекающих в системе процессов и сложность их численного моделирования пока не позволяют разработать единую модель, детально описывающую все рассматриваемые системы. [3]