Исследование показало, что квазипериодические извержения eRO-QPE2 на удивление стабильны

Рентгеновские кривые блеска eRO-QPE2 в диапазоне 0,25-2,5 кэВ XMM-Newton/EPIC (pn+MOS). Автор: Pasham et al., 2024.

Международная группа астрономов изучила долгосрочную эволюцию квазипериодических извержений (QPE) из источника QPE, обозначенного eRO-QPE2. Исследование показало, что QPE из этого источника удивительно стабильны в течение исследуемого периода более трех с половиной лет. О находке было сообщено 1 ноября на сервере препринтов arXiv.

QPE определяются как короткие, высокоамплитудные квазипериодические рентгеновские всплески на стабильном уровне потока, возникающие вблизи центральных сверхмассивных черных дыр (СМЧД) в ядрах галактик. Они наблюдаются как увеличение скорости счета рентгеновских лучей на спокойном уровне и повторяются квазипериодически.

Название QPE было выбрано для того, чтобы отличать их от более мягкой квазисинусоидальной модуляции стандартных квазипериодических колебаний (QPO).

Обнаруженный в 2021 году с помощью прибора eROSITA на космическом аппарате Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG), eRO-QPE2 представляет собой источник QPE с красным смещением 0,0175, связанный с галактикой 2MASX J02344872-4419325.

Последующие наблюдения eRO-QPE2 с помощью спутника ESA XMM-Newton показали, что он демонстрирует QPE с собственной светимостью, колеблющейся между приблизительно 0,12 и 1,2 тредециллиона эрг/с в диапазоне 0,5–2 кэВ. Средняя дисперсия продолжительности подъема-спада этих извержений была измерена и составила около 27 минут, с разделением пик-пик около 2,4 часов и рабочим циклом 19%.

Новое исследование, проведенное группой астрономов под руководством Дираджа Пашама из Института астрофизики и космических исследований имени Кавли Массачусетского технологического института в Кембридже, штат Массачусетс, дает более глубокое представление об эволюции и свойствах квазипериодических извержений eRO-QPE2.

«В этой работе мы изучили долгосрочную эволюцию eRO-QPE2, используя данные XMM-Newton, полученные в период с августа 2020 года по февраль 2024 года, то есть временную базу в 1277 дней или 3,5 года», — пишут исследователи.

Команда Пашама обнаружила, что eRO-QPE2 удивительно стабилен в течение всего 3,5-летнего периода наблюдения по пиковой светимости извержения, температуре извержения, температуре покоя и светимости покоя. Более того, среднее время повторения QPE, рассчитанное как 2,35 часа, оказалось постоянным между 2022 и 2024 годами, с намеком на спад примерно на шесть минут между августом 2020 года и июнем 2022 года.

Сравнивая eRO-QPE2 с другими известными системами, испытывающими квазипериодические колебания, астрономы отмечают, что эта стабильность контрастирует с известным набором QPE, поскольку они обычно демонстрируют снижение извержений и спокойного потока за сопоставимые периоды наблюдений.

Кроме того, учитывая относительно короткое время повторения QPE, eRO-QPE2 претерпел больше циклов, чем эти другие системы, что подчеркивает его необычайную стабильность.

Пытаясь объяснить происхождение извержений eRO-QPE2, авторы статьи предполагают, что это может быть маломассивный (около 0,18 солнечных масс) белый карлик, частично приливно сброшенный черной дырой с массой на уровне 230 000 солнечных масс. Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы предоставить больше доказательств в поддержку этой гипотезы.

Больше информации: Dheeraj Pasham et al, Alive and Strongly Kicking: Stable X-ray Quasi-Periodic Eruptions from eRO-QPE2 over 3.5 Years, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2411.00289