NASA впервые измерила поляризацию рентгеновского излучения белого карлика

Учёные впервые использовали космическую обсерваторию NASA IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) для исследования белого карлика. Способность миссии измерять поляризацию рентгеновских лучей позволила астрономам детально изучить систему EX Гидры, относящуюся к классу промежуточных поляров. Наблюдения дали новое представление о физической структуре и поведении мощных двойных звёздных систем.

Художественная концепция, изображающая белый карлик, вытягивающий материал из звезды-компаньона в аккреционный диск. В 2024 году учёные использовали IXPE для изучения поляризации рентгеновского излучения от белого карлика. Авторы и права: MIT/Jose-Luis Olivares

В 2024 году IXPE провела почти целую неделю, наблюдая за EX Гидрой. Эта система с белым карликом находится примерно в 200 световых годах от Земли в созвездии Гидры. Результаты исследования были опубликованы в Astrophysical Journal. Работу возглавили исследователи из Массачусетского технологического института в Кембридже.

EX Гидры существует в двойной системе вместе с обычной звездой главной последовательности. Газ от звезды-компаньона непрерывно перетекает к белому карлику. Способ сбора этого материала, известный как аккреция, и место, где он в конечном итоге оседает на белом карлике, во многом зависят от силы магнитного поля карлика.

В EX Гидре магнитное поле недостаточно сильное, чтобы направлять весь падающий материал на магнитные полюса звезды. Тем не менее, система быстро накапливает вещество в аккреционном диске, что относит её к категории «промежуточных поляров».

В таких системах газ образует вращающийся аккреционный диск, одновременно притягиваясь к магнитным полюсам белого карлика. При падении внутрь материал разогревается до десятков миллионов градусов. Сталкиваясь с другим веществом, он формирует высокие столбы горячего газа, испускающие интенсивное рентгеновское излучение.

«Уникальная способность IXPE к поляриметрии позволила нам измерить высоту аккреционной колонны от белого карлика — почти 3200 километров — с меньшим количеством допущений, чем требовали прошлые расчёты, — сказал Шон Гандерсон, учёный из MIT и ведущий автор статьи. — Наблюдаемые нами рентгеновские лучи, вероятно, рассеялись от самой поверхности белого карлика. Эти детали слишком малы, чтобы их можно было увидеть напрямую, и они ясно демонстрируют мощь поляриметрии для детального „рассмотрения“ таких объектов, что раньше было невозможно».

Поляризационные измерения, собранные IXPE для EX Гидры, как ожидается, помогут учёным лучше понять другие высокоэнергетические двойные звёздные системы во Вселенной.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как новые методы наблюдений, такие как поляриметрия, позволяют «увидеть» то, что нельзя разглядеть напрямую, даже с самыми мощными телескопами. Открытия в области экстремальных объектов, подобных белым карликам, приближают нас к пониманию эволюции звёзд и фундаментальных законов физики в условиях, недостижимых в земных лабораториях.