Индийские астрономы исследуют поведение рентгеновской двойной звезды SXP 138

Изображение NuSTAR-FPMA всех использованных наблюдений в диапазоне энергий 3–50 кэВ. Местоположение источника, SXP 138, обозначено круговой областью. Автор: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2504.07219

Используя ядерную спектроскопическую телескопическую решетку НАСА (NuSTAR), индийские астрономы наблюдали рентгеновскую двойную систему, обозначенную как SXP 138. Результаты наблюдений NuSTAR, опубликованные 26 марта на сервере препринтов thearXiv, дают важную информацию о поведении этой системы.

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/X-ray (Be/XRB) являются крупнейшей подгруппой HMXB. Эти системы состоят из звезд Be и, как правило, нейтронных звезд, включая пульсары. Наблюдения показали, что большинство этих систем демонстрируют слабое устойчивое рентгеновское излучение, прерываемое вспышками, длящимися несколько недель.

SXP 138 — это Be/XRB в Малом Магеллановом Облаке (SMC), содержащий пульсар с периодом вращения 138 секунд. Было обнаружено, что орбитальный период системы составляет приблизительно 125 дней. Более того, предыдущие наблюдения показали, что SXP 138 также демонстрирует сверхорбитальный период около 1000 дней, что может быть вызвано стохастическими изменениями в аккреционном диске.

Группа астрономов под руководством Сохама Правина Саньяшива из Индийского института научного образования и исследований в Калькутте более подробно изучила SXP 138 и ее периодичность с помощью телескопов жесткого рентгеновского диапазона NuSTAR — FPMA и FPMB.

Наблюдения позволили команде Саньяшива получить более подробную информацию об эволюции спина, природе профиля импульса и спектральных характеристиках SXP 138.

Анализируя кривую блеска SXP 138, выяснилось, что период вращения пульсара увеличился с 140,69 до 140,85 секунд в период с августа 2016 года по август 2017 года. Это говорит о том, что источник находится в режиме пропеллера, при котором радиус магнитосферы превышает радиус коротации, что препятствует эффективной аккреции на поверхность нейтронной звезды.

Профиль импульса SXP 138 имеет сложную структуру. В большинстве наблюдений выделяются два высоких пика с положительной и два вторичных пика с отрицательной нормированной интенсивностью.

Астрономы объясняют, что высокие пики указывают на излучение узконаправленного пучка из асимметричных горячих точек, тогда как два вторичных пика указывают на сложный перенос излучения.

Спектральный анализ SXP 138 показал, что для него требуются как компоненты черного тела, так и степенные компоненты.

«При усилении аккреции температура черного тела повышается, а индекс степенного закона уменьшается, вероятно, из-за нагрева внутреннего диска и образования аккреционной колонны», — заключают авторы статьи.

Ученые добавляют, что будущие наблюдения SXP 138 и подобных двойных систем должны быть сосредоточены на отслеживании долгосрочных изменений спина и исследовании спектральных переходов состояний. Это может продвинуть наши знания о процессах аккреции в таких системах.

Больше информации: Soham Pravin Sanyashiv et al, Be X-ray binary pulsar SXP 138: non-linear spin-down, pulse and spectral characteristics, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2504.07219