Энергетический спектр 0,7–10 кэВ Swift J0243.6+6124, полученный по наблюдениям NICER на MJD 58065 (ID 1050390115) вблизи пика рентгеновской вспышки. Вторая, третья и четвертая панели сверху показывают эволюцию остатка после аппроксимации континуума и последующего добавления комплекса линий Fe с энергией 1 кэВ, 6–7 кэВ и краевых особенностей соответственно. Фото: Чхотарай и др., 2024 г.
Анализируя данные исследования внутреннего состава нейтронной звезды (NICER), астрономы из Лаборатории физических исследований (PRL) в Ахмедабаде, Индия, и других местах, выполнили детальное рентгеновское временное и спектральное исследование сверхяркого рентгеновского пульсара, обозначенного как Свифт J0243.6+6124. Результаты исследования, представленные 26 января на сервере препринтов arXiv, дают важную информацию о поведении этого пульсара.
Сверхсветящиеся источники рентгеновского излучения (ULX) — это точечные источники в небе, которые настолько ярки в рентгеновских лучах, что каждый излучает больше излучения, чем 1 миллион солнц излучают на всех длинах волн. Хотя они менее ярки, чем активные ядра галактик, они более стабильно светятся, чем любой известный звездный процесс.
Астрономы обычно полагают, что из-за своей яркости большинство ULX являются черными дырами. Однако недавние наблюдения показали, что некоторые ULX демонстрируют когерентные пульсации. Эти источники, известные как сверхяркие рентгеновские пульсары (ULXP), представляют собой нейтронные звезды, обычно менее массивные, чем черные дыры. Список известных ULP все еще относительно невелик; таким образом, изучение объектов этого класса имеет важное значение для исследователей, исследующих Вселенную в рентгеновских лучах.
Swift J0243.6+6124 был обнаружен космическим кораблем НАСА Swift во время мощной рентгеновской вспышки в 2017–2018 годах. Он считается первым галактическим ULX из-за его интенсивной рентгеновской светимости, достигающей порядка одного дуодециллиона эрг/с.
Предыдущие исследования Swift J0243.6+6124 показали, что у нее есть нейтронная звезда с периодом пульсации 9,8 секунды и звезда-компаньон (донор) спектрального класса O9.5Ve. Система имеет относительно короткий орбитальный период — около 28 дней.
Группа астрономов под руководством Биренды Чхотарая из PRL провела долгосрочное исследование Swift J0243.6+6124, уделив основное внимание его вспышке в период с 2017 по 2023 год. Их временной и спектральный анализ позволили им лучше понять поведение этого ULXP. в разные фазы светимости.
Наблюдения NICER выявили зависящий от светимости излом в спектрах плотности мощности Swift J0243.6+6124, что указывает на изменение динамики аккреции со скоростью аккреции массы. Более того, данные указывают на квазипериодические колебания (QPO) в определенном диапазоне светимости.
В период с июня по сентябрь 2023 года Swift J0243.6+6124 перешла в фазу вспышки, во время которой нейтронная звезда демонстрировала состояние вращения вверх и изменения профиля своего импульса. Спектральный анализ обнаружил два зависящих от светимости перехода при светимости около 75 и 210 ундециллионов эрг/с в параметрах континуума. Эти результаты указывают на три различных режима аккреции во время гигантской вспышки 2017–2018 годов.
Исследователи также обнаружили в спектрах Swift J0243.6+6124 мягкий чернотельный компонент с температурой 0,08-0,7 кэВ. Похоже, что этот компонент претерпел прерывистый переход по мере перехода источника из субэддингтоновского состояния в суперэддингтоновское состояние.
