Астрономы впервые проследили за "качаниями" диска материи вокруг нейтронной звезды

Ученые впервые проследили за "качаниями" диска материи, который окружает нейтронную звезду в двойной рентгеновской системе X-1 в созвездии Геркулеса. Это позволило астрономам раскрыть структуру выбросов, вызванных этим диском, а также определить точную скорость их движения. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy. О результатах сообщила в понедельник пресс-служба Массачусетского технологического института (MIT).

"Нас давно интересует то, как сверхмассивные черные дыры и их выбросы влияют на форму и структуру галактик. Наблюдения за диском материи вокруг данной нейтронной звезды дали нам одну из первых возможностей получить детальные представления о том, как порождаются эти выбросы, а также узнать, на что они похожи", - заявила доцент MIT Эрин Кара, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Рентгеновские двойные звезды, так называемые микроквазары, представляют собой один из самых редких типов объектов в Млечном Пути и во всей Вселенной в целом. Они являются промежуточным продуктом эволюции двойных звездных систем, в которых присутствует одна крупная и короткоживущая звезда, а также менее крупное светило.

Когда более тяжелая звезда исчерпывает запасы водорода и превращается в сверхновую, на ее месте возникает нейтронная звезда или черная дыра. Этот объект сразу же начинает перетягивать на себя материю второго светила, что приводит к формированию облака из газа вокруг черной дыры или нейтронной звезды, материя которого постепенно поглощается компактным объектом и частично выбрасывается в виде джетов, узких пучков раскаленной плазмы.

Трехмерные фотографии диска нейтронной звезды

Кара и ее коллеги впервые получили своеобразные "трехмерные" снимки дискообразного облака раскаленного газа, окружающее нейтронную звезду в рентгеновской двойной системе. Ученые получили эти фотографии и связанные с ними научные данные в ходе наблюдений за звездной системой X-1, расположенной в созвездии Геркулеса на расстоянии в 21 тыс. световых лет от Земли.

Два года назад ученые обнаружили, что раскаленное газопылевое облако, окружающее нейтронную звезду в центре этой двойной рентгеновской системы, не стоит на месте, а достаточно быстро "качается". Проведенные ими замеры указали на то, что этот диск материи совершает полный цикл колебательных движений всего за 35 дней, что дало ученым уникальную возможность изучить его со всех сторон за относительно короткое время.

Для этого астрономы на протяжении нескольких дней наблюдали за рентгеновским свечением нейтронной звезды при помощи орбитальных телескопов XMM-Newton и "Чандра", и отслеживали то, как менялся спектр излучения X-1 по мере "качаний" диска. Эти замеры помогли ученым реконструировать точную форму газопылевого облака, а также определить направление и скорость движения порождаемых им выбросов материи, около двух тысяч километров в секунду (0,6% от скорости света).

Эти сведения, как отмечают Кара и ее коллеги, помогут астрофизикам и космологам уточнить теоретические модели, описывающие то, как сверхмассивные черные дыры-квазары, представляющие собой увеличенные копии двойных рентгеновских звезд, влияют на распределение материи во всех галактиках Вселенной. Понимание этого необходимоо для раскрытия причин того, почему около половины ближайших к нам галактик почти полностью перестали формировать новые звезды, подытожили ученые.