Кривые блеска IXPE, NuSTAR и NICER от Serpens X-1. Изображение предоставлено: Урсини и др., 2024 г.
Используя различные космические обсерватории, астрономы провели поляриметрические и спектральные рентгеновские наблюдения яркой рентгеновской двойной звезды малой массы под названием Змея X-1. Результаты кампании наблюдения, опубликованные 29 августа на сервере препринтов arXiv, дают важное представление о природе этой системы.
Рентгеновские двойные системы (XRB) состоят из обычной звезды или белого карлика, который передает массу компактной нейтронной звезде или черной дыре. В зависимости от массы звезды-компаньона астрономы разделяют их на рентгеновские двойные системы малой массы (LMXB) и рентгеновские двойные системы большой массы (HMXB).
LMXB нейтронных звезд (NS) далее делятся на источники атоллов и Z. Так называемые системы атоллов имеют некоторые общие свойства с LMXB черных дыр, поскольку они имеют схожие рентгеновские спектры и временные характеристики. Однако они различаются по своим радиосвойствам, поскольку атолловые источники имеют в 27 раз меньшую радиосветимость.
Змея X-1 (или сокращенно Ser X-1) расположена на расстоянии около 25 000 световых лет от нас. Это яркий и устойчивый атолл NS LMXB. Это хорошо изученный источник, постоянно наблюдаемый в мягком спектральном состоянии высокой светимости со светимостью около 67 секстиллионов эрг/с. В целом, Змеи X-1 — один из известных на сегодняшний день атоллов с самой высокой рентгеновской светимостью и, следовательно, отличная цель для рентгеновской поляриметрии.
По этой причине группа астрономов под руководством Франческо Урсини из Университета Рома Тре в Риме, Италия, решила провести такие исследования Змеи X-1, а также ее спектральные наблюдения с помощью Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE). , Исследователь внутреннего состава нейтронной звезды (NICER) и Массив ядерных спектроскопических телескопов (NuSTAR).
Наблюдения показали, что степень рентгеновской поляризации Serpens X-1 в диапазоне энергий 2–8 кэВ составляет менее 2,0%. Это может быть связано с малым углом наклона (около 25 градусов) источника.
Кроме того, наблюдения выявили четыре рентгеновских всплеска I типа от Змеи X-1, свойства которых согласуются с предыдущими исследованиями. Астрономы отметили, что это первый случай, когда IXPE обнаружил рентгеновские всплески I типа. Верхний предел поляризации вспышки составил 80%.
Исследование также подтвердило наличие в рентгеновском спектре релятивистской составляющей отражения — широкой линии железа. Исследователи обнаружили, что эта линия железа требует содержания железа примерно в пять раз больше, чем на Солнце, что соответствует предыдущим оценкам.
Таким образом, авторы статьи пришли к выводу, что полученные поляризационные и спектральные свойства Змеи X-1 в целом сопоставимы со свойствами других маломассивных нейтронных звезд, похожих на атолл, изученных с помощью IXPE. Это говорит о том, что Змея X-1 имеет геометрию, аналогичную этим системам.
