Наблюдения исследуют постоянную природу рентгеновской двойной звезды 4U 0728-25

Кривые блеска 4U 0728-25, скорректированные с учетом фона и области извлечения, в диапазонах энергий S (верхняя панель) и H (вторая панель) вместе с их отношением (третья панель); время биннинга составляет 100 с/бин. На нижней панели представлена кривая в полном диапазоне энергий со временем биннинга 50 с/бин. Автор: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.22259

Используя спутник XMM-Newton Европейского космического агентства, итальянские астрономы наблюдали галактическую рентгеновскую двойную систему, известную как 4U 0728-25. Результаты новых наблюдений, представленные в исследовательской статье, опубликованной 28 марта на сервере препринтов arXiv, проливают больше света на постоянную природу этого источника.

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

Двойные Be/рентгеновские (Be/XRB) являются крупнейшей подгруппой HMXB. Хотя большинство BeXRB являются транзиентными источниками, состоящими из нейтронной звезды (NS) на широкой и эксцентричной орбите вокруг звезды Be, растущий класс Be/XRB — это постоянные двойные Be/NS, которые имеют довольно постоянную и низкую светимость и длительный период вращения (более 100 секунд).

Открытая в 1978 году, 4U 0728-25 является галактическим Be/XRB на расстоянии около 24 800 световых лет. Она состоит из звезды Be и нейтронной звезды (пульсара) с периодом импульса приблизительно 103,14 секунды. Орбитальный период системы был измерен и составил 34,5 дня.

Предыдущие наблюдения 4U 0728-25 показали, что он демонстрирует почти постоянный поток рентгеновского излучения в течение длительных временных шкал. Это, вместе с его относительно длинными орбитальными и спиновыми периодами, предполагает, что он принадлежит к классу постоянных Be/XRB, подобных X-Persei. Однако 4U 0728-25 имеет высокую светимость в несколько сотен дециллионов эрг/с и, следовательно, больше по сравнению с другими источниками этого типа.

Группа астрономов под руководством Николы Ла Паломбары из Института космической астрофизики и космической физики Милана в Италии решила продолжить исследование необычных свойств 4U 0728-25. Для этой цели они использовали Европейскую фотонную камеру (EPIC) и спектрометр с отражательной решеткой (RGS) компании XMM-Newton.

Новые наблюдения XMM-Newton обнаружили 4U 0728-25 на уровне светимости 90 дециллионов эрг/с (в диапазоне энергий 2–10 кэВ), что является самым низким уровнем, когда-либо наблюдавшимся для этого источника с момента его открытия, а также примерно на 50% ниже минимальной светимости, наблюдавшейся ранее. Однако исследователи подчеркнули, что полученное значение менее чем на порядок ниже максимальной светимости 4U 0728-25 почти за 50 лет, тем самым подтверждая ограниченную изменчивость потока источника в течение длительных временных масштабов.

Период импульса нейтронной звезды в 4U 0728-25 был измерен и составил приблизительно 103,3 секунды, что примерно на 0,15% больше, чем предполагалось ранее, что указывает на умеренное замедление вращения. Такая скорость замедления вращения с низкой скоростью переноса материи происходит посредством аккреции ветра от звезды-компаньона Be к нейтронной звезде. Астрономы добавили, что форма импульса показывает простой однопиковый профиль с умеренной импульсной фракцией на всех энергиях.

Более того, спектральный анализ 4U 0728-25 выявил наличие превышения потока над основной степенной составляющей, которое можно описать моделью черного тела с высокой температурой (около 1,5 кэВ) и малым радиусом излучения (около 240 метров).

По мнению авторов статьи, все результаты убедительно подтверждают персистентную природу 4U 0728-25.

«Подводя итог, мы убедились, что временные и спектральные свойства 4U 0728-25 полностью соответствуют свойствам большинства устойчивых BeXRB. По этой причине мы можем считать его подтвержденным представителем этого класса источников», — заключили ученые.

Больше информации: N. La Palombara et al, The persistent nature of the Be X-ray binary pulsar 4U 0728-25, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.22259