Статья «ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЕЗД В ПАРЕ СО СВЕРХМАССИВНЫМИ ЧЕРНЫМИ ДЫРАМИ, "Астрономический журнал"»

Звезда, находящаяся в близкой окрестности сверхмассивной черной дыры (СМЧД) в ядре галактики или в ядре шарового звездного скопления, может образовать с этой черной дырой тесную двойную систему, в которой возможно заполнение звездой полости Роша. В работе исследуется эволюция таких двойных систем в предположении, что СМЧД аккрецирует главным образом вещество звезды-спутника и что наличие газа в окрестности СМЧД не оказывает заметного влияния на изменение орбиты этой звезды. Эволюция системы звезда-СМЧД определяется в основном теми же процессами, что и эволюция обычных двойных систем. Основные отличия: звезда подвергается облучению потоком жесткого излучения, возникающим при аккреции ее вещества на СМЧД; в разделенной системе СМЧД захватывает практически весь звездный ветер звезды-спутника, что оказывает заметное влияние на эволюцию большой полуоси орбиты. Кроме того, в таких системах, возможно, отсутствует достаточно оперативный обмен между орбитальным угловым моментом и угловым моментом перетекающего вещества. В расчетах предполагалось, что если характерное время обмена массой меньше теплового времени звезды, такой обмен моментом не имеет места. Поглощение внешнего потока излучения в оболочке звезды рассчитывалось с помощью того же формализма, который используется при вычислении непрозрачности звездного вещества. Численное моделирование показало, что в рамках принятых предположений возможны три типа эволюции такой двойной системы, в зависимости от масс СМЧД и звезды, а также от начального расстояния звезды от СМЧД. Первый тип - полное разрушение звезды. Для маломассивных звезд главной последовательности (ГП) даже при больших начальных расстояниях от СМЧД осуществляется только этот вариант. Для массивных звезд ГП разрушение также имеет место, если начальное расстояние от СМЧД достаточно мало. Однако для массивных звезд возможны еще два типа эволюции, при этом решающую роль в изменении со временем параметров системы звезда-СМЧД играет возможность превращения массивной звезды в красный гигант во время нахождения в близкой окрестности черной дыры. Второй тип эволюции может осуществляться для массивных звезд ГП, которые в начальный момент располагаются дальше от СМЧД, чем при разрушении. В этом случае массивная звезда в ходе эволюционного расширения заполняет свою полость Роша, но не разрушается полностью, а после определенного периода интенсивной потери вещества "уходит" под эту полость. Характерное свойство такой эволюции - увеличение орбитального периода системы со временем. В результате остаток такой звезды (ее бывшее ядро) в виде белого карлика сохранится и может оказаться в итоге на достаточно большом расстоянии от СМЧД. Третий тип эволюции может осуществляться для массивных звезд ГП, находящихся в начальный момент еще дальше от СМЧД, а также для проэволюционировавших к начальному моменту массивных звезд. В этом случае звезда удаляется от СМЧД, не заполняя свою полость Роша, что обусловлено интенсивным звездным ветром. Остаток такой звезды также может оказаться в итоге на достаточно большом расстоянии от СМЧД.