Рентгеновские бинарные системы состоят из обычной звезды или белого карлика, передающего массу на компактную нейтронную звезду или черную дыру. В зависимости от массы спутниковой звезды астрономы делят их на рентгеновские бинарные системы с низкой массой (LMXBs) и рентгеновские бинарные системы с высокой массой (HMXBs).

Be/X-рентгеновские бинарные системы (Be/XRBs) представляют собой крупнейшую подгруппу HMXBs. Эти системы состоят из звезд типа Be и, как правило, нейтронных звезд, включая пульсары. Наблюдения показали, что большинство из этих систем демонстрируют слабое постоянное рентгеновское излучение, прерывающееся вспышками, продолжающимися несколько недель.

SXP 138 — это Be/XRB в Малом Магеллановом Облаке (SMC), содержащая пульсар со спин-периодом 138 секунд. Период обращения системы составляет примерно 125 дней. Более того, предыдущие наблюдения показали, что SXP 138 также проявляет орбитальный период около 1,000 дней, что может быть вызвано стохастическими изменениями в аккреционном диске.

Команда астрономов, возглавляемая Сохамом Правином Саньяшивом из Индийского института науки и образования в Колкате, внимательно изучила SXP 138 и ее периодичность с помощью жестких рентгеновских телескопов NuSTAR — FPMA и FPMB.

Наблюдения позволили команде Саньяшива получить более глубокое понимание эволюции спина, природы пульсационного профиля и спектральных характеристик SXP 138.

Анализируя световую кривую SXP 138, исследователи обнаружили, что период спина пульсара увеличился с 140.69 до 140.85 секунд между августом 2016 и августом 2017 года. Это указывает на то, что источник находится в режиме пропеллера, при котором магнитосферный радиус превышает радиус короны, что препятствует эффективной аккреции на поверхность нейтронной звезды.

Пульсационный профиль SXP 138 демонстрирует сложную структуру. В большинстве наблюдений различаются два высоких пика с положительной нормализованной интенсивностью и два вторичных пика с отрицательной нормализованной интенсивностью.

Астрономы объясняют, что высокие пики указывают на эмиссию из асимметричных горячих точек, в то время как два вторичных пика свидетельствуют о сложном радиационном переносе.

Спектральный анализ SXP 138 показал, что он требует как чернотельных, так и степенных компонентов.

«С увеличением аккреции температура черного тела возрастает, а индекс степени уменьшается, вероятно, из-за нагрева внутреннего диска и формирования аккреционной колонки», — заключают авторы статьи.

Ученые добавляют, что будущие наблюдения SXP 138 и подобных бинарных систем должны сосредоточиться на отслеживании долгосрочных изменений спина и исследовании переходов спектральных состояний. Это может продвинуть наше понимание процессов аккреции в таких системах.

Статья взята с сайта: https://arxiv.org/abs/2504.07219

У всех нас бывают трудные дни, но недавно обнаруженная чёрная дыра-монстр пережила настоящий кошмар.

Ранее неактивная сверхмассивная чёрная дыра, расположенная в центре галактики SDSS1335+0728 (SDSS J133459.53+072759.8, WISEA J133459.52+072800.0), находящейся в созвездии Дева на расстоянии 300 миллионов световых лет от Земли, была зафиксирована во время самого продолжительного и мощного рентгеновского выброса, когда-либо наблюдавшегося у подобного космического гиганта.

Эта активная фаза знаменует собой начало процесса, в ходе которого сверхмассивная чёрная дыра поглощает окружающую материю и извергает её в виде кратковременных вспышек, известных как квазипериодические извержения (QPE).

По мнению учёных, питание сверхмассивных чёрных дыр могло положить конец космической «тёмной эпохе» миллиарды лет назад. Чёрная дыра, которая оставалась неактивной на протяжении десятилетий, отвечает за область в центре своей галактики, именуемую астрономами активным галактическим ядром. Команда дала ей имя «Ански».

Пробуждение Ански было впервые зафиксировано в конце 2019 года, что привлекло внимание астрономов, наблюдавших за её проявлениями с помощью космического рентгеновского телескопа NASA Swift. К февралю прошлого года астрономы начали замечать, что чёрная дыра, питающая Ански, извергает вспышки с довольно регулярными интервалами. Это предоставило уникальную возможность наблюдать за процессом поглощения и извержения сверхмассивной чёрной дыры в реальном времени.

«Всплески рентгеновского излучения от Ански в десять раз продолжительнее и в десять раз ярче, чем при типичном QPE», — заявил Джохин Чакраборти. «Каждое из этих извержений высвобождает в сто раз больше энергии, чем мы наблюдали где-либо ещё. Извержения Ански также демонстрируют самую продолжительную из когда-либо зарегистрированных периодичностей — около 4,5 дней».

«Это ставит наши модели на грань возможного и вызывает сомнения в наших текущих представлениях о том, как возникают эти рентгеновские вспышки», — добавил Чакраборти.

Наблюдения QPE стали возможны благодаря космической миссии Европейского космического агентства (ЕКА) XMM-Newton, миссиям NICE и Chandra НАСА, а также архивным данным eROSITA.

Тем не менее, команда по-прежнему не может понять причину вспышек Ански. Ранее QPE связывали с поглощением сверхмассивными чёрными дырами звёзд, разрывом их на части и поглощением остатков. Однако в случае Ански такого разрушения звёзд, похоже, не происходит.

«Что касается QPE, то мы всё ещё находимся на этапе, когда у нас больше моделей, чем данных, и нам необходимо больше наблюдений, чтобы понять, что происходит», — отметил научный сотрудник ESA и астроном-рентгенолог Эрван Квинтин. «Мы полагали, что QPE — это результат захвата небольших небесных объектов гораздо более крупными и их падения по спирали на них».

Эти повторяющиеся всплески, вероятно, также связаны с гравитационными волнами, которые, возможно, сможет уловить будущая миссия ESA LISA (Лазерная интерферометрическая космическая антенна). Запуск этого совместного космического детектора гравитационных волн ESA и NASA запланирован на 2037 год. «Крайне важно провести эти рентгеновские наблюдения, которые дополнят данные о гравитационных волнах и помогут нам разобраться в загадочном поведении массивных чёрных дыр», — добавил Квинтин.

С помощью массива Черенковских телескопов H.E.S.S., расположенных в Африке, ученые сделали важное открытие, зафиксировав необычные элементарные частицы, обладающие колоссальной энергией и скоростью. Это открытие указывает на наличие неизвестного источника мощных космических лучей, который может находиться удивительно близко к нашей Солнечной системе.

Космические лучи представляют собой потоки высокоэнергетических заряженных частиц, которые исходят от экстремальных космических объектов, таких как сверхновые звезды, пульсары и активные ядра галактик. Обычно источники таких частиц находятся на значительном расстоянии от Земли, в отдаленных уголках Вселенной. Однако новые наблюдения предполагают, что источник этих высокоэнергетических частиц может быть гораздо ближе, чем предполагалось ранее.

Изучение заряженных частиц, таких как электроны и позитроны, представляет собой сложную задачу, поскольку магнитные поля в космосе могут отклонять их от первоначального курса. Это отклонение делает восстановление их источников практически невозможным. В результате, единственным доступным параметром для анализа остается энергия частиц, которая может достигать гигантских значений.

В ходе анализа данных, собранных телескопами H.E.S.S., ученые неожиданно обнаружили электроны и позитроны с рекордной энергией в диапазоне от 0,3 до 40 тераэлектронвольт. Это значение в 20 миллиардов раз превышает энергию электронов в старых кинескопных телевизорах и в 15 000 миллиардов раз больше, чем у фотонов видимого света. Более того, эти заряженные частицы двигались с околосветовыми скоростями, что подчеркивает их исключительную природу.

Для того чтобы отделить эти сверхмощные космические лучи от фонового шума и восстановить детали их происхождения, ученым потребовался масштабный анализ, включающий новые алгоритмы отбора. Астрофизики проанализировали более 2 700 часов непрерывных замеров, сделанных в течение 10 лет четырьмя 12-метровыми телескопами. Это исследование выявило заметный скачок в энергетическом распределении заряженных частиц, который трудно объяснить, если считать, что источники этих супермощных электронов и позитронов находятся на большом расстоянии от нас.

Согласно выводам международной команды ученых, высокоэнергетические частицы космических лучей, которые были зафиксированы, вероятно, происходят из ограниченного числа источников, расположенных в окрестностях нашей Солнечной системы, на расстоянии максимум в несколько тысяч световых лет. Это открытие может кардинально изменить наше понимание источников космических лучей и их влияния на Землю.

Ранее Черенковская обсерватория в Мексике также сделала важные открытия, обнаружив сотню гамма-лучей сверхвысоких энергий в центре Млечного Пути. Возможные источники этих гамма-лучей включают слияния черных дыр, взрывы сверхновых и другие масштабные космические события, что подчеркивает сложность и многообразие процессов, происходящих в нашей Вселенной.