Астрономы наблюдают гигантскую вспышку далекой рентгеновской двойной системы

Долгосрочная кривая блеска EXO 2030+375 в диапазоне 30–50 кэВ, как видно на INTEGRAL-ISGRI в черном цвете и на кривой блеска Swift-BAT в бирюзовом цвете. Автор: Thalhammer et al., 2024.

Используя прибор «Исследователь внутреннего состава нейтронной звезды» (NICER) на борту Международной космической станции, астрономы наблюдали далекую рентгеновскую двойную систему, известную как EXO 2030+375. Наблюдательная кампания позволила им изучить гигантский всплеск, произошедший в этой системе. Результаты наблюдений были опубликованы 31 мая на сервере препринтов arXiv.

Рентгеновские двойные системы состоят из обычной звезды или белого карлика, передающего массу компактной нейтронной звезде или черной дыре. В зависимости от массы звезды-компаньона астрономы разделяют их на рентгеновские двойные системы малой массы (LMXB) и рентгеновские двойные системы большой массы (HMXB).

Be/рентгеновские двойные системы (Be/XRB) являются самой крупной подгруппой HMXB. Эти системы состоят из Ве-звезд и, обычно, нейтронных звезд, включая пульсары. Наблюдения показали, что большинство этих систем демонстрируют слабое постоянное рентгеновское излучение, которое прерывается вспышками, продолжающимися несколько недель.

EXO 2030+375 находится на расстоянии около 7800 световых лет от нас и представляет собой Be/XRB, состоящую из намагниченной нейтронной звезды и компаньона B0 Ve. Орбитальный период системы составляет 46 дней, а нейтронная звезда демонстрирует рентгеновские пульсации с периодом примерно 43 секунды.

С момента своего открытия в 1985 году EXO 2030+375 пережил три гигантские вспышки — в 1985, 2006 и 2021 годах. Последняя вспышка, продолжавшаяся с июня 2021 года по начало 2022 года, отслеживалась различными инструментами, в том числе NICER. Теперь группа астрономов под руководством Филиппа Тальхаммера из Университета Эрланген-Нюрнберг в Германии представила новые результаты наблюдений NICER.

«Мы представляем результаты как спектрального, так и временного анализа на основе мониторинга NICER, охватывающего диапазон потоков 2–10 кэВ от 20 до 310 мКраб. Плотный мониторинг с проведением наблюдений примерно через день и общим временем экспозиции около 160 кс позволил нам нужно внимательно отслеживать эволюцию источника во время вспышки», — пишут ученые в статье.

NICER позволил команде Талхаммера наблюдать два типа переходов в излучении EXO 2030+375 в ходе исследуемой вспышки: переход в профилях импульсов и переход в соотношении жесткость-светимость. В целом было обнаружено, что профили демонстрируют четкую зависимость от светимости с переходом при светимости около 2 ундециллионов эрг/с, что указывает на изменение картины излучения.

Астрономы отметили, что обнаруженное смягчение спектра с увеличением светимости хорошо согласуется с предыдущими вспышками. Они добавили, что были идентифицированы множественные пики и провалы профиля, которые можно описать просто как результат двухкомпонентной картины выбросов, происходящей из двух столбцов аккреции.

Исследование также показало, что вспышка 2021–2022 годов достигла значительно более низкой пиковой яркости по сравнению с двумя предыдущими вспышками. Авторы статьи предполагают, что это может быть связано с более ранним началом последней вспышки, чем предсказывали предыдущие наблюдения.

Больше информации: P. Thalhammer et al, The giant outburst of EXO 2030+375 I: Spectral and pulse profile evolution, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2405.20734