Астрономы открыли новый пульсирующий ультраяркий рентгеновский источник

Совмещённое изображение NGC 4631 с камеры XMM-Newton EPIC в диапазоне 0,3–10 кэВ, полученное в июле 2025 года. Отмечены местоположения известных ULX и нового источника X−8. Автор: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2511.04282

С помощью спутника ESA XMM-Newton европейские астрономы провели наблюдения ультраярких рентгеновских источников (ULX) в галактике NGC 4631. В результате они обнаружили новый пульсирующий ULX, который получил обозначение X-8. Исследование было опубликовано 6 ноября на сервере препринтов arXiv.

Природа ULX по-прежнему озадачивает учёных

ULX — это точечные источники на небе, которые настолько ярки в рентгеновском диапазоне, что каждый из них излучает больше энергии, чем миллион Солнц на всех длинах волн. Они менее светимы, чем активные галактические ядра, но стабильно ярче любого известного звёздного процесса. Хотя было проведено множество исследований ULX, базовая природа этих источников до сих пор остаётся неизвестной.

Некоторые постоянные ULX демонстрируют пульсации и поэтому классифицируются как ультраяркие рентгеновские пульсары (ULXP). Обнаружение и изучение объектов этого типа может иметь решающее значение для продвижения нашего понимания физики аккреции — например, механизмов, которые обеспечивают устойчивую рентгеновскую светимость ULX, превышающую предел Эддингтона.

Один из многих в галактике Кит

NGC 4631, прозванная галактикой Кит, является звездообразующей галактикой позднего типа на расстоянии около 24,45 миллиона световых лет, в которой известно по крайней мере семь ULX. Команда астрономов под руководством Лоренцо Дуччи из Тюбингенского университета в Германии решила детально исследовать эту галактику с использованием Европейской камеры для регистрации фотонов (EPIC) на борту XMM-Newton. Сосредоточившись на ULX в NGC 4631, они обнаружили то, что, по-видимому, является новым пульсирующим ультраярким рентгеновским источником.

«В этом письме мы сообщаем об обнаружении пульсаций от нового ULX, расположенного в густонаселённом регионе галактического диска NGC 4631», — написали исследователи.

Наблюдения, проведённые в июле 2025 года, выявили значительный сигнал с периодом приблизительно 9,66 секунд от нового источника, очень близкого к ранее известному ULX с обозначением X−2. Новый источник получил обозначение X-8 и оказался ярче, чем X−2, с рентгеновской светимостью на уровне 3,4 дуодециллиона эрг/с.

Ускоряется и пульсирует

Наблюдения показали, что X-8 имеет производную периода вращения около −9,6 × 10⁻⁸ секунд/секунду. Таким образом, X−8 демонстрирует одну из самых быстрых наблюдаемых скоростей раскрутки среди пульсирующих ULX, со временем раскрутки (период вращения/производная периода вращения) всего 3,2 года.

Астрономы отметили, что такая высокая скорость раскрутки X-8 может происходить от орбитального движения пульсара, момента сил аккреции на нейтронную звезду или комбинации обоих механизмов.

Исследование также показало, что сила магнитного поля вновь обнаруженного ULXP должна находиться в диапазоне 10–200 триллионов Гаусс, что согласуется с силами магнитных полей, выведенными для других пульсирующих ультраярких рентгеновских источников.

Подводя итоги, авторы статьи подчеркнули важность своего открытия в контексте исследований сверхэддингтоновской светимости.

«Этот новый ULX-пульсар добавляет ключевой источник к небольшой известной популяции и позволит в будущих исследованиях лучше ограничить физические механизмы, ответственные за их сверхэддингтоновскую светимость», — заключили учёные.

Больше информации: L. Ducci et al, Discovery of a 9.67-s pulsar in an ultraluminous X-ray source in NGC 4631 with XMM-Newton, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2511.04282