Вспышка V404 Лебедя (двойная с черной дырой) впервые за 26 лет

[Денис Денисенко]

15-16 июня 2015 года произошла вспышка V404 Лебедя - одной из ближайших двойных систем с черной дырой в Нашей Галактике! Масса невидимого компонента оценивается в 8-12 масс Солнца, второй компонент - звезда-гигант спектрального класса K3III (данные из каталога CV и LMXB Риттера-Колба, версия 7.20 за 2013 год).

Звезда V404 Cyg значится в ОКПЗ как Новая (тип N) с фотографическим интервалом изменения блеска от 11.5: до <18.5 и вспышкой в 1938 году. После этого были еще как минимум две вспышки в 1956 и 1989 годах, причем вспышка 1989 года попала на синюю Паломарскую пластинку. Также в 1989 году японский спутник Ginga обнаружил яркий рентгеновский источник GS 2023+338, который отождествили с Новой Лебедя 1938 года. В этом, 2015 году, все началось с рентгеновской вспышки, зарегистрированной спутником Swift 15 июня в 18:31:38 UT (Циркуляр GCN 17929). В оптике на объект навелись греки из Афинского Университета и проследили спад блеска с 12.65 до 15.43 в фильтре R за полтора часа с 18:58 до 20:28 UT 15 июня (GCN 17931).

Объект ведет себя совершенно непредсказуемо, меняя блеск на несколько величин на интервалах времени от часов до минут. 16 июня он вновь поярчал как минимум до 13m, а затем ослабел до 16m (см. кривую блеска AAVSO). Поскольку исторические вспышки V404 Лебедя достигали 11.5 величины, звезда еще может набрать яркость в ближайшие дни! Если это произойдет, переменность блеска можно будет наблюдать визуально даже в средние любительские телескопы практически в реальном времени.

Координаты V404 Лебедя (J2000.0): 20 24 03.82 +33 52 02.2

Прилагаю поисковую карту AAVSO с полем зрения 30'x30' для визуальных наблюдений, а также цветную карту V404Cyg-BRIR.jpg, составленную мной из Паломарских пластинок (B 1989 года, R 1991-го и I 1995-го) с полем 10'x10' для ПЗС-наблюдений. V404 Cyg находится в центре, изображение на обеих картах прямое (север вверху, запад справа). На цветной карте я отметил подозрительную синюю звезду USNO-B1.0 1239-0423970 с заметным собственным движением (10, -16 мсек в год) и ультрафиолетовым избытком (источник GALEX J202345.9+335431 с NUV=16.79). Она находится в 4.5' к западу-северо-западу от V404 Лебедя. ПЗС-наблюдателям, которые могут получить на своих снимках 18-ю величину за минуту, настоятельно рекомендуется проверить ее на переменность.

Следите за обновлениями в архиве почтового листа [vsnet-alert] и в Циркулярах гамма-всплесковой сети GCN! Новая информация поступает каждые несколько часов.

[LeonidOS]

Тянь-Шань активно наблюдает.

[Денис Денисенко]

Поскольку исторические вспышки V404 Лебедя достигали 11.5 величины, звезда еще может набрать яркость в ближайшие дни! Если это произойдет, переменность блеска можно будет наблюдать визуально даже в средние любительские телескопы практически в реальном времени.

Вот пример наблюдений похожей системы V4641 Стрельца (тоже двойная с черной дырой массой 8.1-11.7 M_Sun) в 2002 году от американца Майка Линнолта (перевод мой - Д.Д.):

"Этой ночью я снова наблюдал этот удивительный объект и заметил, что за прошедшие 24 часа он существенно поярчал. Вдобавок, хаотические ультракороткие вариации яркости, похоже, увеличили свою амплитуду до более 0.5m по сравнению со вчерашними ~0.4. Периодичность остается на масштабах порядка секунды - нескольких секунд, но средний блеск стремится к 12.0, ближе к яркому краю диапазона 12.5-11.8, который я наблюдал в течение 15 минут непрерывного мониторинга звезды.

Следующие наблюдения - лишь точки, чтобы составить представление о переменности, но реальные вариации происходят с беспрецедентной скоростью даже для 4 десятичных точек (0.0001 суток - это 8.6 секунд - Д.Д.).

SGRV4641 20020522.4132 11.8: LMK
SGRV4641 20020522.4133 12.3 LMK

Обратите внимание, что визуальные или видео-наблюдения - единственный способ отслеживать полный диапазон вариаций блеска. ПЗС-наблюдения будут ограничены временем интегрирования (и считывания - Д.Д.), и таким образом дадут только среднее значение, разве что Ваша апертура не достаточно велика для суб-секундного интегрирования."

Сейчас, конечно, на профессиональных обсерваториях есть матрицы с субсекундным временным разрешением (например, еще в 2009 году на 1.5-метровом Российско-Турецком Телескопе RTT150 была установлена ПЗС-камера Андор iXon DU-888 с частотой съемки до 300 кадров в секунду). Так что во время этой вспышки V404 Cyg можно будет получить уникальные данные о быстрой переменности черных дыр, построить спектр мощности и определить частоту завала. Но увидеть своим глазом в телескоп, как мерцает черная дыра - уникальный шанс! И этот шанс V404 Лебедя предоставляет нам летом 2015 года, да еще вблизи новолуния.

[Денис Денисенко]

Еще одно историческое наблюдение, которым не могу не поделиться! После открытия рентгеновской вспышки на спутнике Гинга 22 мая 1989 года (IAU Circular 4782) Брайан Марсден предположил, что это вспыхнула Новая Лебедя 1938 года (то есть V404 Cyg), которая формально находилась в 5' за пределами области локализации Гинги (обычное дело для рентгеновской астрономии). И вот 27 мая Марсден выпускает Циркуляр IAUC 4783, выдержку из которого я привожу:

V404 Cyg пронаблюдали Р. Вагнер (Университет штата Огайо), С. Старрфилд (Аризонский Университет) и А. Кассателла (IUE Vilspa), которые сообщают: "Визуальное наблюдение на 1.8-метровом телескопе Перкинса Лоуэлловской обсерватории 26.4 мая показало объект на поисковой карте Дюрбека с величиной 12-13. Фотометрия на хорошем сенсоре спутника IUE 27.3 мая дала V около 12.6. [...] Оптические спектры были получены 27.4 мая с помощью телескопа Перкинса и ПЗС-спектрографа Огайского Университета. Спектры (диапазон 320-1000 нм, разрешение около 1 нм) показали сильные эмиссионные линии, наложенные на красный континуум. Отождествленные эмиссионные линии включают линии серий Бальмера и Пашена; He I 587.6, 667.8 и 706.5 нм; He II 468.6 нм. [...] He II 468.6 была сравнима по силе с линией H beta. [...] На основании этих предварительных наблюдений весьма вероятно, что V404 Cyg является оптическим двойником рентгеновского источника."

Тут прелесть в том, что люди на 1.8-метровом телескопе сначала провизуалили звезду, а потом повесили на него ПЗС-спектрограф и тут же получили спектр!!! Вторая изюминка - линия гелия 4686 Ангстрем, сравнимая с Бальмеровской линией водорода H-бета. Красивейший объект и для профи, и для любителей, да еще и с такой многолетней историей!

[Денис Денисенко]

Объект ведет себя совершенно непредсказуемо

Активность V404 Cyg продолжается! В ночь с 17 на 18 июня эта двойная система вызвала срабатывание всплесковых ячеек гамма-детекторов IBAS на Интеграле в 00:08:44 (GCN 17943, триггер номер 7015) и BAT на Свифте в 00:44:05 UT (GCN 17944). Пиковый поток на Свифте в диапазоне детектора BAT 15-350 кэВ составил ~1300 отсчетов в секунду. Рентгеновский телескоп XRT "видит" яркий источник в 5" от известного источника 1SXPS J202404.2+335155, который в спокойном состоянии в диапазоне 0.3-10 кэВ дает поток 0.0183 отсч/сек (примерно 1 рентгеновский квант в минуту).

Российский прибор Конус на космическом аппарате Wind зарегистрировал за двое суток несколько эпизодов активности от V404 Лебедя. Пока что опубликованы данные только о первом гамма-всплеске 15 июня (GCN 17938). Активность продолжалась около часа, с 18:08:20 до 19:10:00 UT. Кривые блеска в трех диапазонах энергии - во вложении.

При расстоянии V404 Лебедя 2.4 кпк энерговыделение во время первой вспышки в гамма-диапазоне составило 8.9x10⁴⁰ эрг, а светимость в пике ~1.1x10³⁸ эрг/сек. Данные о следующих вспышках планируют опубликовать позднее.

Черная дыра явно что-то пожирает "с чувством, с толком, с расстановкой"!

[GraY25]

Очень интересно!
Объясните пожалуйста механизм вспышек в системе с участием ЧД.
Это ведь не барстер где на поверхности нейтронной звезды накапливается водород и детонирует..
Что там взрывается? Акреционный диск?

[Денис Денисенко]

в 1989 году японский спутник Ginga обнаружил яркий рентгеновский источник GS 2023+338, который отождествили с Новой Лебедя 1938 года. В этом, 2015 году, все началось с рентгеновской вспышки, зарегистрированной спутником Swift 15 июня в 18:31:38 UT

В 1989 году в рентгене вспышку открыли 22 мая. После этого объект оставался ярким в оптике как минимум неделю. Вот визуальные оценки Патрика Шмеера из Циркуляра IAUC 4787:

May 28.04 UT, 11.9
May 30.02 UT, 12.4
June 1.03 UT, 13.6

Текущая кривая блеска от AAVSO - во вложении. Все самое интересное еще впереди?

[Иннa]

То есть сегодня она достигла 11,6?
На 2 величины ярче чем вчера?

[Денис Денисенко]

То есть сегодня она достигла 11,6?
На 2 величины ярче чем вчера?

Тут надо смотреть на фотометрические диапазоны. Коричневые точки на графике - величины в фильтре I, зеленые - V, сиреневые - без фильтра со звездами сравнения в полосе R. А показатель цвета V-I у нее около полутора величин. Так что скорее всего она действительно стала ярче, но где-то на полвеличины. Плюс на все это наложена переменность с огромной амплитудой на масштабе часов и быстрые мерцания на секундной и субсекундной шкале.

[Денис Денисенко]

Насчет непредсказуемости. Не зря говорят, что не бывает двух одинаковых двойных систем. А тут каждая вспышка одной и той же двойной отличается от предыдущих! Я выше приводил описание спектра во время эпизода активности 1989 года:

Оптические спектры были получены 27.4 мая с помощью телескопа Перкинса и ПЗС-спектрографа Огайского Университета. Спектры (диапазон 320-1000 нм, разрешение около 1 нм) показали сильные эмиссионные линии, наложенные на красный континуум. [...] He II 468.6 была сравнима по силе с линией H beta.

Прошедшей ночью сняли спектр V404 Cyg на 6.5-метровом MMT в Аризоне в диапазоне 394-710 нм с разрешением 0.38 нм. Результаты опубликованы в телеграмме ATel 7655. И что мы видим?

Сравнение спектра 17.414 UT июня 2015 года с полученным 27 мая 1989 показывает сходство. Однако, мы отмечаем, что наблюдаемое отношение He II/Hβ сейчас около 0.33 в сравнении с ~1 в начале вспышки 1989 года. Эквивалентная ширина эмиссии Hα в нашем спектре MMT около 7.3 нм против 2.2 нм, измеренных в спектре 27 мая 1989.

Наверняка там и спектр "дышит" на интервалах минут и часов! Большая интенсивность линии ионизованного гелия по сравнению с Аш-альфой обычно говорит о более высокой температуре излучающей области. Поскольку объект чрезвычайно нестационарный, там должно меняться все: и яркость, и температура, и интенсивность спектральных линий.

[Хрущев]

Эх, жалко слабовата она пока для 6", а так было бы интересно оценить ее блеск.

[altar5]

Сегодня в 12" буду искать..

[shers]

Виден треугольник 12.8; 13.2; 13.4 и ещё кое-что в 130мм при 203х. Небо светлое. Минут 40 вёл этот треугольник. Объект не виден, глюки какие-то.
Рисунок перевёрнутый, как в окуляре Ньютона.

[AR81]

Виден треугольник 12.8; 13.2; 13.4 и ещё кое-что в 130мм при 203х. Небо светлое. Минут 40 вёл этот треугольник. Объект не виден, глюки какие-то.
Рисунок перевёрнутый, как в окуляре Ньютона.

Отрицательный результат это тоже результат

[Хрущев]

Виден треугольник 12.8; 13.2; 13.4 и ещё кое-что в 130мм при 203х. Небо светлое. Минут 40 вёл этот треугольник. Объект не виден, глюки какие-то.
Рисунок перевёрнутый, как в окуляре Ньютона.

У вас наверно очень хорошее небо, раз вы в 130мм 13,4m видите. Я в 150мм ШК в Москве еле-еле 12m различаю.

[altar5]

А где именно в этом треугольнике должна быть искомая звезда?

[a.pozharov]

А где именно в этом треугольнике должна быть искомая звезда?

стеллариум находит, можно там прикинуть где ее искать, она получается в довольно пустынной области, а рядом характерные цепочки-астеризмы. по ним легко я думаю будет на небе сориентироваться. И звезды с оранжевым нацветом есть рядом ) ориентиров куча. нет только погоды (

[altar5]

прикинул для себя карту, начертил..эх, не знаю, в белые ночи удастся ли..

[Денис Денисенко]

По оптике пока новых наблюдений в базе данных AAVSO не появилось. Зато повысилась рентгеновская активность объекта! Swift зарегистрировал еще две вспышки, одна ярче другой. Что характерно, интервал между вспышками почти кратен 15000 секунд (примерно 4.2 часам)! Вот моменты трех сегодняшних вспышек Свифта с максимальной скоростью счета из Циркуляров GCN 17944, 17945 и 17946.

-------------------------------------------------
Дата и время (UT)    T,sec  delta_T  Поток в пике
-------------------------------------------------
2015-06-18T00:44:05   2645    -    ~1300 отсч/сек
2015-06-18T08:52:26  31946  29301  ~1640 отсч/сек
2015-06-18T13:09:20  47346  15400  ~5000 отсч/сек
-------------------------------------------------

Возможно, вспышка около 04:45-04:50 UT была пропущена. Если квазипериод в 4.1-4.2 часа работает, следующих вспышек следует ожидать около 17:20 UT (это время уже прошло) и 21:30 UT (0:30 МСК). Корреляция между вспышками в рентгене и поярчаниями в оптике должна иметь место. Если помните, у греков сразу после первой вспышки Свифта 15 июня объект быстро погас с 12.6 до 15.4, а ведь они запросто могли пропустить максимум.

Во вложении - кривая блеска вспышки 18 июня в 13:09:20 UT по данным Swift/BAT в диапазоне 15-350 кэВ. Длится она порядка 10 секунд.

[Звездный Кот]

На данный момент ~12.3R с высокоамплитудной переменностью на временной шкале порядка нескольких минут