Астрономы изучают эволюцию гигантской вспышки в рентгеновской двойной системе EXO 2030+375

Спектр Chandra/HETG EXO 2030+375. Автор: Ballhausen et al., 2024.

Международная группа астрономов наблюдала рентгеновскую двойную систему, известную как EXO 2030+375. Результаты кампании наблюдения, представленные в исследовательской статье , опубликованной 18 июня на сервере препринтов arXiv, дают больше информации об эволюции и природе гигантского всплеска этой системы, наблюдавшегося три года назад.

Рентгеновские двойные системы (XRB) 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 (BeXRB) 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 — это BeXRB, обнаруженный в 1985 году во время сильной рентгеновской вспышки. Система состоит из намагниченной нейтронной звезды и компаньона B0 Ve. Орбитальный период EXO 2030+375 составляет 46 дней, а нейтронная звезда демонстрирует рентгеновские пульсации с периодом примерно 43 секунды. Двойная система, скорее всего, находится на расстоянии 7800 световых лет от нас, однако некоторые исследования указывают на более близкое расстояние.

На данный момент от EXO 2030+375 наблюдались три гигантские вспышки — в 1985, 2006 и 2021 годах. Последняя вспышка, начавшаяся в июле 2021 года, наблюдалась с помощью космического корабля NuSTAR и нейтронной звезды. Исследователь внутренней композиции (NICER) на борту Международной космической станции (МКС). Наблюдения проводила группа астрономов под руководством Ральфа Боллхаузена из Университета Мэриленда в Колледж-Парке.

Наблюдения EXO 2030+375 обнаружили резкий спектральный переход, характеризующийся ужесточением спектра в сторону более низкой светимости. Это открытие удивительно, поскольку многие аккрецирующие пульсары демонстрируют стабильный степенной континуум, в основном образованный комптонизированным тормозным излучением при светимости выше 10 ундециллионов эрг/с. Астрономы отметили, что при более низких светимостях ожидаются значительные спектральные переходы в сторону аккреции низкой светимости.

Согласно исследованию, наблюдаемое спектральное ужесточение не может быть описано простым изменением степенного индекса или энергии сворачивания, но требует дополнительных компонентов поглощения или излучения. Оказалось, что наблюдения NuSTAR подтвердили наличие такой особенности поглощения при энергии 10 кэВ, о которой предполагали предыдущие исследования. Исследователи полагают, что эта особенность является продуктом формирования сложного континуума.

Анализируя собранные данные, авторы исследования не обнаружили сильных линий поглощения или эмиссии. Однако мониторинг NICER выявил умеренную изменчивость эквивалентной ширины линии железа.

Больше информации: R. Ballhausen et al, The giant outburst of EXO 2030+375 II: Broadband spectroscopy and evolution, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2406.13029