«Вітер» від червоного гіганта змусив випромінювати нейтронну зірку-компаньйона

Космічний телескоп INTEGRAL зафіксував момент переходу подвійної системи IGR J17329-2731 в симбіотичну. Спочатку система складалася з нейтронної зірки і червоного гіганта, що швидко обертається, і не випромінювала в рентгенівському діапазоні. Однак нейтронна зірка поступово перетягувала речовину зі своєї сусідки і сповільнювалася; в результаті на ній стала відбуватися акреція речовини, яка супроводжувалася випромінюванням. Стаття опублікована в.


У середині серпня 2017 року обсерваторія INTEGRAL, яка є спільним проектом ESA (Європейського космічного агентства), NASA і Роскосмосу, зареєструвала подію IGR J17329-2731 - яскравий спалах рентгенівського випромінювання в діапазоні енергій від 20 до 40 кілоелектронвольт. Всього спалах тривав близько 2 тисяч секунд, а його яскравість досягала 0,06 від яскравості Крабовидної туманності - одного з найяскравіших об'єктів на зоряному небі, що випромінюють в рентгенівському діапазоні. До події IGR J17329-2731 в цій ділянці неба джерел рентгенівського випромінювання не спостерігалося, а тому астрономи досліджували його за допомогою різних інструментів, щоб встановити природу спалаху.


Зокрема, в рентгенівському діапазоні за наслідками спалаху спостерігали обсерваторії INTEGRAL, Swift, XMM-Newton і NuStar. INTEGRAL і Swift дивилися в напрямку IGR J17329-2731 аж до 27 жовтня, поки цю ділянку неба не закрило Сонце, а XMM-Newton і NuStar реєстрували випромінювання всього кілька днів після спалаху, зате з набагато вищою роздільною здатністю за часом. Крім того, 29 лютого 1992 року в цьому напрямку протягом години дивився телескоп ROSAT, який тоді нічого не побачив. Виявилося, що після спалаху яскравість джерела змінювалася з періодом близько двох годин, причому істотних відмінностей в діапазоні низьких і високих енергій не було (3-20 і 20-60 кілоелектронвольт відповідно).

Також астрономи двічі (25 і 31 серпня) виміряли спектр видимого випромінювання, що приходило від IGR J17329-2731, за допомогою спектрографа Гудмана, встановленого на телескопі SOAR. Виявилося, що знятий спектр повністю збігається зі спектром червоного гіганта (M giant). Крім того, розщеплення лінії випромінювання Бальмер-альфа вказувало на те, що в системі є другий компактний об'єкт, навколо якого утворився акреційний диск. Нарешті, за червоним зміщенням спектральних ліній вчені оцінили відстань до джерела, яке склало приблизно 2,7 кілопарсек.

Зібрані дані дозволили групі вчених під керівництвом Енріко Боццо (Enrico Bozzo) припустити, що IGR J17329-2731 є так званою симбіотичною подвійною рентгенівською системою (symbiotic X-ray binary, SyXB), в якій сильно намагнічена нейтронна зірка повільно перетягує на себе речовину червоного гіганта. Такі системи мають найбільші відомі астрономи періодами коливань яскравості (від декількох сотень секунд до декількох годин) і дуже рідко зустрічаються. На даний момент вченим відомо всього десять таких систем.

Швидше за все, еволюція подвійної системи, яка призвела до події IGR J17329-2731, відбувалася за наступним сценарієм. Спочатку до складу системи входила нейтронна зірка з помірно сильним магнітним полем близько 1012 Гаусс і періодом обертання близько 0,01 секунди, а також порівняно легка зірка (масою не більше двох мас Сонця), яка поводилася навколо нейтронної зірки з періодом близько декількох сотень днів. Через високу швидкість обертання нейтронна зірка пішла у фазу «пропелера» - перетягувала на себе речовину сусідки, але викидала її на кордон магнітосфери. Через це аккреція не відбувалася, і система в рентгенівському діапазоні не випромінювала. Проте зірка втрачала обертальну енергію і поступово сповільнювалася. Зрештою її кутова швидкість зменшувалася до таких значень, коли відцентрова сила більше не могла пересилити силу тяжіння, і одночасно червоний гігант перейшов у завершальну фазу своєї еволюції і почав роздуватися. В результаті на нейтронній зірці почалася аккреція - подвійна система нарешті стала нагадувати симбіотичну. Швидше за все, саме цей момент був зафіксований обсерваторією INTEGRAL.

Наприкінці 2016 року вчені з Техаського університету в Остіні запідозрили червоного надгіганта Бетельгейзе в поглинанні свого компаньйона - занадто швидко він обертався, майже в 150 разів швидше, ніж передбачали теоретичні розрахунки. А ще раніше астрономам з Великобританії, Німеччини та Аргентини вдалося простежити за еволюцією зірки SAO 244567, яка з червоного гіганта типу B перетворилася на гарячу зірку поза асимптотичною гілкою гігантів діаграми Герцшпрунга - Рассела, а потім повернулася назад.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND