Астрономы заметили необычное поведение рентгеновской двойной системы: что с ней не так
Астрономы из Университета Турку в Финляндии совместно с коллегами из других стран провели широкополосное спектральное исследование двойной рентгеновской системы, обозначенной в астрономических справочниках как XTE J0111.2–7317. В результате были обнаружены квазипериодические колебания в этой системе. Об открытии сообщает статья, опубликованная на сервере предварительной печати arXiv.
Двойные рентгеновские системы (X-Ray Binaries, XRB) состоят из обычной звезды главной последовательности или старого белого карлика, передающего массу компактной нейтронной звезде или черной дыре. В процессе аккреции они генерируют энергию, в основном в виде рентгеновских лучей. В зависимости от массы звезды-компаньона эти системы можно разделить на рентгеновские двойные системы с малой массой (low-mass X-ray binaries, LMXB) и рентгеновские двойные системы с большой массой (high-mass X-ray binaries, HMXBs).
Самой большой подгруппой HMXB являются так называемые рентгеновские двойные системы с Be-звездами (Be/XRB). Они состоят из Be-звезды-донора и, как правило, нейтронной звезды-пульсара. К первым относятся очень горячие звезды небольших размеров с эффективной температурой поверхности от 10 до 30 тысяч кельвинов и классом светимости от III до V. Наблюдения показывают, что большинство из этих систем демонстрирует слабое постоянное рентгеновское излучение, которое прерывается вспышками, способными длиться несколько недель.
Обнаруженный в 1998 году, XTE J0111.2–7317 (или SXP31.0) представляет собой Be/XRB-объект в Малом Магеллановом облаке (ММО). Система имеет период обращения 90,5 суток и состоит из пульсара и звезды–компаньона спектрального типа B0.5–1Ve. Предыдущие наблюдения показали, что она испытывала вспышки со светимостью, достигающей 3,6×1038 эрг/с-1, что приближает ее к эддингтоновской нейтронной звезде. Это делает ее многообещающим кандидатом для изучения высоких скоростей аккреции. На сегодняшний день обнаружено лишь несколько таких «прожорливых» эддингтоновских пульсаров, и их свойства остаются малоизученными.
Группа астрономов под руководством Александра Салганика из Университета Турку решила использовать массив ядерных спектроскопических телескопов (NuSTAR) для проведения широкополосных наблюдений SXP31.0. Их исследование было дополнено данными с космического аппарата Swift и российского спутника Spektr-RG (SRG). В ходе наблюдений тандем SXP31.0 был зафиксирован во время его последней крупной вспышки, которая началась в апреле 2025 года. Команде удалось впервые выполнить всестороннюю спектральную и временную диагностику, дать характеристику этой системе, что позволило провести детальное исследование как усредненных по фазе импульсов, так и экстремальной активности системы.
Исследование показало, что во время вспышки SXP31.0 превысила предел Эддингтона для нейтронной звезды с канонической массой 1,4 солнечных. Это был один из самых ярких всплесков, когда-либо наблюдавшихся в системах BeXRB. В ходе наблюдений были обнаружены квазипериодические колебания (quasi-periodic oscillations или QPO) частотой 0,8 МГц в SXP31.0 при болометрической светимости около 2,5×1038 эрг/с-1. Это открытие делает SXP31.0 четвертым известным рентгеновским пульсаром типа «супер-Эддингтон», обладающим квазипериодической изменчивостью на низких частотах в миллигерцах.
Обычно QPO возникают в результате взаимодействия вещества в аккреционном диске с магнитосферой компактного объекта, такого как нейтронная звезда или черная дыра. В случае с SXP31.0 QPO имеет преходящий характер, появляясь только при каких-то определенных физических условиях, поскольку после обнаружения он отсутствует как при высокой, так и при низкой яркости.
Подобное непредсказуемое поведение не редкость для нейтронных звезд. Недавно ученые рассказали о «пульсарах-прогульщиках», которые по неизвестной причине иногда могут не выйти в эфир.
