Астрономы исследуют природу рентгеновской двойки с красным сверхгигантом

Международная группа астрономов провела многоволновое исследование рентгеновской бинарной системы, получившей обозначение 1eRASS J085039.9-421151. Результаты исследования, опубликованные 4 ноября на сервере препринтов arXiv, позволяют получить новую информацию о природе и свойствах этой системы.

Рентгеновские бинарные системы (РБС) состоят из обычной звезды или белого карлика, передающего массу на компактную нейтронную звезду или черную дыру. В зависимости от массы звезды-компаньона астрономы делят их на маломассивные рентгеновские бинары (LMXBs) и высокомассивные рентгеновские бинары (HMXBs).

1eRASS J085039.9-421151, или сокращенно J085039, была первоначально идентифицирована как рентгеновский источник в первом обзоре eROSITA All-Sky Survey (eRASS1). Дальнейшие наблюдения J085039 позволили предположить, что это рентгеновский бинар из-за позиционного совпадения со звездой UCAC2 13726137, которая находится всего в трех арксекундах от источника и впоследствии была идентифицирована как сверхгигант K-типа. Расстояние до системы оценивается в 24 300 световых лет.

Теперь группа астрономов под руководством Аафии Зайнаб из Университета Эрлангена-Нюрнберга в Германии присмотрелась к J085039, чтобы изучить ее истинную природу. Для этого они проанализировали данные с расширенного телескопа ROentgen Survey Imaging Telescope Array (eROSITA) на борту космического аппарата «Спектр-РГ», ядерного спектроскопического телескопа NuSTAR и прибора X-shooter на Очень большом телескопе (VLT).

«Здесь мы сообщаем об анализе данных eROSITA, точечных наблюдений с NuSTAR и архивных наблюдений оптического аналога X-shooter спектрографа Очень Большого Телескопа ESO (VLT) с основным упором на определение природы его компактного объекта», — пишут исследователи.

Наблюдения показали, что J085039 представляет собой HMXB, состоящий из нейтронной звезды и красного сверхгиганта-компаньона спектрального типа M2-3. Таким образом, это всего лишь вторая известная галактическая рентгеновская двойная с красным сверхгигантом.

Согласно статье, рентгеновская светимость J085039 находится на уровне 300 дециллионов эрг/с, а скорость аккреции массы на нейтронную звезду составляет около 1,72 триллиона кг/с. Кривая блеска J085039 демонстрирует стабильно низкий поток в течение всего времени наблюдений (13 лет).

В ходе наблюдений была обнаружена сильная флуоресцентная линия нейтрального железа в спектре J085039. Эта находка позволяет предположить, что рентгеновский источник затмевается ветром сверхгиганта-компаньона или другим околозвездным веществом.

Авторы работы отметили, что в рамках их исследования не было обнаружено ни вспышек, ни пульсаций J085039. Однако они не исключают возможности изменчивости источника за пределами 200 секунд, которая может быть не обнаружена из-за недостаточной статистики подсчета на низких частотах.

Исследование J085039 предоставляет важные сведения о динамике аккреции в рентгеновских бинарных системах, а также о влиянии звездных ветров на наблюдаемые характеристики. Уникальная комбинация компонентов в этой системе помогает астрономам лучше понять взаимодействие между нейтронными звездами и массивными звездами-компаньонами. Высокая скорость аккреции указывает на мощные процессы переноса массы, что, в свою очередь, может затрагивать вопросы о механизмах, стоящих за такими всплесками активности.

Кроме того, исследование флуоресцентной линии нейтрального железа открывает новые возможности для изучения окружающей среды таких объектов. Это подтверждает предположение о том, что присутствие околозвездного вещества влияет на спектральный анализ, затрудняя видимость определенных физических процессов. Это важное открытие позволит астрономам разрабатывать более точные модели для понимания рентгеновских бинаров в разных условиях.

Хотя авторы не обнаружили явных всплесков или пульсаций, наличие оцифрованных данных за длительный период наблюдений может в будущем привести к новым открытиям. Продолжение мониторинга этой системы и анализ дополнительных данных могут дать более полное представление о ее свойствах и динамике, открывая новые горизонты в астрономии.