На этом снимке, сделанном обсерваторией ESM XMM-Newton, изображено сердце остатка сверхновой RCW103. Новая нейтронная звезда обычно вращается довольно быстро, но затем ее мощное магнитное поле замедляет ее. Но магнитное поле не могло этого сделать в течение 2000 лет, как наблюдали астрономы.
Благодаря данным со спутника ESA XMM-Newton, группа ученых, более внимательно изучивших объект, обнаруженный более 25 лет назад, обнаружили, что он не похож ни на один другой, известный в нашей галактике.
Объект находится в сердце остатка сверхновой RCW103, газообразных остатков звезды, которая взорвалась около 2000 лет назад. Взятый за чистую монету, RCW103 и его центральный источник могут показаться учебным примером того, что осталось после взрыва сверхновой: пузырь изгнанного материала и нейтронная звезда.
Однако глубокое непрерывное наблюдение продолжительностью 24,5 часа выявило нечто гораздо более сложное и интригующее. Группа из Института астрофизики Spaziale e Fisica Cosmica (IASF) Национального института астрофизики (INAF) в Милане, Италия, обнаружила, что излучение из центрального источника меняется с циклом, который повторяется каждые 6,7 часа. Это удивительно длинный период, в десятки тысяч раз длиннее, чем ожидалось для молодой нейтронной звезды. Кроме того, спектральные и временные свойства объекта отличаются от более ранних наблюдений XMM-Newton этого самого источника в 2001 году.
«Поведение, которое мы видим, особенно озадачивает его молодой возраст, менее 2000 лет», - сказала Андреа Де Лука из IASF-INAF, ведущего автора. «Это напоминает многомиллионный источник. В течение многих лет у нас было чувство, что объект отличается, но мы никогда не знали, насколько он отличается ».
Объект называется 1E161348-5055, который ученые обычно прозвали 1E (где E обозначает Обсерваторию Эйнштейна, которая обнаружила источник). Он почти идеально расположен в центре RCW 103, на расстоянии около 10 000 световых лет в созвездии Норма. Почти идеальное выравнивание 1E в центре RCW 103 оставляет астрономов довольно уверенными в том, что они родились в одном и том же катастрофическом событии.
Когда у звезды, по крайней мере, в восемь раз более массивной, чем у нашего Солнца, заканчивается топливо, она взрывается в случае, называемом сверхновой. Звездное ядро взрывается, образуя плотный самородок, называемый нейтронной звездой, или, если массы достаточно, черную дыру. Нейтронная звезда содержит массу Солнца массой около 20 километров в диаметре.
Ученые годами искали периодичность 1E, чтобы узнать больше о его свойствах, таких как скорость вращения или наличие спутника.
«Наше четкое обнаружение такого длительного периода вместе со светской изменчивостью в рентгеновском излучении создает очень странный источник», - говорит Патриция Каравео из INAF, соавтор и лидер Milano Group. «Такие свойства в 2000-летнем компактном объекте оставляют нас с двумя вероятными сценариями, по сути, источником с питанием от аккреции или от магнитного поля».
1E может быть изолированным магнитаром, экзотическим подклассом сильно намагниченных нейтронных звезд. Здесь линии магнитного поля действуют как тормоза для вращающейся звезды, высвобождая энергию. Известно около десятка магнитаров. Но магнитары обычно вращаются несколько раз в минуту. Если 1Е вращается только один раз каждые 6,67 часа, как показывает определение периода, магнитное поле, необходимое для замедления нейтронной звезды всего за 2000 лет, было бы слишком большим, чтобы быть правдоподобным.
Стандартное магнитное магнитное поле могло бы сработать, однако, если мусорный диск, образованный остатками взорвавшейся звезды, также помогает замедлить вращение нейтронной звезды. Этот сценарий никогда не наблюдался ранее и будет указывать на новый тип эволюции нейтронной звезды.
В качестве альтернативы, длительный 6,67-часовой период может быть периодом обращения двойной системы. Такая картина требует, чтобы нормальная звезда с малой массой могла оставаться связанной с компактным объектом, созданным взрывом сверхновой 2000 года назад. Наблюдения учитывают спутника в половину массы нашего Солнца или даже меньше.
Но 1E был бы беспрецедентным примером маломассивной рентгеновской двойной системы в ее младенчестве, в миллион раз моложе, чем стандартные рентгеновские двойные системы с легкими спутниками. Молодой возраст - не единственная особенность 1E. Циклическая картина источника гораздо более выражена, чем наблюдаемая для десятков рентгеновских двойных систем с малой массой, требующих какого-то необычного процесса подачи нейтронных звезд.
Процесс двойного аккреции может объяснить его поведение: компактный объект захватывает часть ветра звезды карлика (аккреция ветра), но он также способен вытягивать газ из внешних слоев своего спутника, который оседает в аккреционном диске (диске). аккреция). Такой необычный механизм может сработать на ранней фазе жизни рентгеновского двойного пучка с малой массой, где преобладают эффекты начального, ожидаемого орбитального эксцентриситета.
«RCW 103 - загадка», - сказал Джованни Бингами, директор CESR, Тулуза и соавтор. «У нас просто нет окончательного ответа на вопрос, что является причиной длинных рентгеновских циклов. Когда мы это выясним, мы узнаем намного больше о сверхновых, нейтронных звездах и их эволюции ».
По словам Каравео, если бы звезда взорвалась на северном небе, Клеопатра могла бы увидеть ее и считать ее предзнаменованием своего несчастного конца. Вместо этого взрыв произошел глубоко в южном небе, и никто не записал его. Тем не менее, источник является хорошим предзнаменованием для рентгеновских астрономов, надеющихся узнать о звездной эволюции.
Источник: ESA News Release
