Рентгеновские двойные системы представляют собой интригующие системы, состоящие из двух небесных тел: обычной звезды и компактного мертвого объекта, такого как черная дыра или нейтронная звезда, который всасывает вещество из своего звездного компаньона. К настоящему времени в нашей галактике обнаружено несколько сотен таких источников. Когда речь заходит о самых мощных явлениях во Вселенной, высвобождение гравитационной энергии в рентгеновских двойных системах выделяется как высокоэффективный процесс.
Одной из первых двойных систем рентгеновского излучения, обнаруженных в космосе, является система Cygnus X-3. С начала 1970-х годов эта двойная система была известна своей способностью ненадолго становиться одним из самых интенсивных радиоисточников, но через несколько дней она тускнеет или вообще исчезает. Эта своеобразная характеристика стимулировала первые усилия, координируемые телефонными звонками, по объединению астрономических наблюдений по всему земному шару.
Уникальное поведение системы во время этих короткоживущих высокоэнергетических событий, контрастирующих с ее "нормальной" природой, привело к тому, что Р.М. Йеллминг в 1973 году назвал ее "астрономической головоломкой Cygnus X-3". С тех пор были предприняты многочисленные усилия для понимания ее природы.
Прорыв в разгадке этой головоломки был достигнут благодаря изучению этой системы с помощью спутникового рентгенополяриметрического исследователя (IXPE), который был запущен НАСА в декабре 2021 года. По словам Александры Веледины, научного сотрудника Академии в Университете Турку в Финляндии и ведущего автора исследования, использование поляризованного рентгеновского зрения позволило получить представление о конфигурации вещества, окружающего компактный объект в непосредственной близости от черной дыры.
"Мы обнаружили, что компактный объект окружен оболочкой из плотного непрозрачного вещества. Свет, который мы наблюдаем, является отражением от внутренних стенок воронки, образованной окружающим газом, напоминающим чашу с зеркальной внутренней частью ", - объясняет Веледина.
Это открытие привело к идентификации Cygnus X-3 как члена класса сверхярких источников рентгеновского излучения (ULXs), которые поглощают вещество с такой гигантской скоростью, что значительная часть падающего вещества не помещается за горизонт событий, а скорее выбрасывается за пределы системы.
"ULX обычно наблюдаются в виде светящихся пятен на изображениях далеких галактик, причем их излучение усиливается фокусирующими эффектами воронки, окружающей компактный объект, действующей подобно мегафону", - уточняет Юри Поутанен, профессор кафедры физики и астрономии Университета Турку и соавтор исследования.
"Однако из-за огромных расстояний до этих источников, в тысячи раз превышающих протяженность Млечного Пути, они кажутся относительно слабыми в рентгеновские телескопы. Наше открытие теперь открыло яркий аналог этих далеких ULX, находящихся в нашей собственной галактике ".
Исследователи полагают, что это важное открытие знаменует собой новую главу в исследовании этого необычного космического источника, предлагая возможность для углубленного изучения экстремального потребления вещества.
Источник: Nature Astronomy, Университет Турку
На изображении:
Вид на черную дыру в рентгеновской двойной системе.
Рентгеновские лучи отражаются от внутренней поверхности мощного потока, окружающего дыру.
Дополнительные материалы
