Астрономы обнаружили редкую картину в рентгеновских всплесках, исходящих от системы нейтронных звезд на расстоянии не более 16 300 световых лет.
Эта звездная система, MAXI J1621-501, впервые появилась 9 октября 2017 года в данных обзора глубокой галактической плоскости Swift / XRT как странная точка в космосе, непредсказуемо вспыхивающая с помощью рентгеновских лучей. Это было знаком, исследователи написали в новой статье, двойной системы, содержащей как нормальную звезду, так и нейтронную звезду или черную дыру. И нейтронные звезды, и черные дыры могут создавать непредсказуемые рентгенограммы, поскольку они поглощают вещество от своих спутников-компаньонов, но совершенно по-разному.
В «черных дырах», как ранее сообщала «Живая наука», рентгеновские лучи исходят от вещества, ускоряющегося до предельных скоростей и создающего огромное трение при падении к гравитационному колодцу. В нейтронных звездах - сверхплотных трупах гигантских звезд, которые взорвались, но не распались на сингулярности, - рентгеновские лучи происходят от термоядерных взрывов на их внешних корках. Что-то заставляет атомы плавиться на самых внешних частях этих странных звезд, высвобождая огромные энергии, которые обычно находятся только глубоко внутри звезд (а также в ядрах мощных водородных бомб). Часть этой энергии уходит в виде рентгеновского света.
Как материя из нормальной звезды врезается в сверхтонкую сверхтяжелую нейтронную звезду, эти термоядерные взрывы создают грибные облака, достаточно яркие, чтобы их можно было увидеть с помощью рентгеновских телескопов. Авторы этой новой статьи, опубликованной 13 августа в журнале препринтов arXiv, показывают, что рентгеновские вспышки от MAXI J1621-501 происходят от термоядерных взрывов на поверхности нейтронной звезды дуэта - и что свет от них Термоядерные взрывы следуют схеме, которая повторяется примерно каждые 78 дней.
Источник этого паттерна не совсем понятен. Ученые обнаружили только около 30 других источников света в космосе, которые мерцают таким образом. Они называют такие паттерны «суперорбитальными периодами». Это связано с тем, что шаблон следует циклу, который длится намного дольше, чем орбиты двойных звезд вокруг друг друга, что в случае MAXI J1621-501 занимает всего от 3 до 20 часов.
Авторы написали, что лучшим объяснением этого 78-дневного периода является статья, опубликованная в журнале «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества» в 1999 году. Авторы пишут, что нейтронные звезды в двойных системах, подобных этой, окружены вихревыми облаками. материала, который всасывается от обычной звезды к нейтронной звезде, создавая вращающуюся газообразную юбку, называемую аккреционным диском.
Простая модель этих облачных дисков предполагает, что они всегда выровнены в одном направлении - они выглядели бы как кольца, окружающие Сатурн, если бы вы следили за планетой в космосе, пристально глядя на кольца. В этой модели вы никогда не увидите никаких изменений в рентгеновском свете, потому что вы всегда будете смотреть в одно и то же место на аккреционном диске между вами и нейтронной звездой. Единственное изменение в свете произошло бы от изменений самих термоядерных взрывов.
Но реальность сложнее. Авторы пишут, что, скорее всего, происходит то, что вихревой диск вокруг нейтронной звезды в этой двойной системе колеблется с точки зрения Земли, как вершина, которая вот-вот опрокинется. Иногда колебание помещает больше диска между нейтронной звездой и Землей, иногда меньше. Мы не можем видеть сам диск. Но если это колебание происходит, и оно заставляет диск пересекаться между нами и звездой каждые 78 дней, это создаст модель, наблюдаемую астрономами.
Исследователи написали, что астрономы наблюдали за MAXI J1621-501 в течение 15 месяцев после открытия 2017 года и увидели, что модель повторяется шесть раз. Это не повторилось идеально, и в рентгеновском свете были другие, более мелкие провалы. Но колеблющийся диск остается лучшим объяснением этой странной рентгенограммы в космосе.
