История вращения M82 X-2 с 2001 года. Фото: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arXiv.2312.16770
Используя космический корабль НАСА «Чандра» и спутник ЕКА XMM-Newton, китайские астрономы исследовали пульсации сверхяркого рентгеновского пульсара, известного как M82 X-2. Результаты исследования показывают, что пульсар демонстрирует долгосрочную тенденцию к замедлению вращения. Исследование было подробно описано в статье, опубликованной 28 декабря на сервере препринтов arXiv.
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.
M82 X-2 — первый обнаруженный ULXP. Он расположен в Галактике Сигара (также известной как Мессье 82), на расстоянии около 12 миллионов световых лет от нас. Система состоит из нейтронной звезды с периодом вращения примерно 1,37 секунды и гораздо более массивного компаньона.
Учитывая, что многие свойства M82 X-2 до сих пор остаются неясными, группа астрономов под руководством Цзирен Лю проанализировала архивные данные Чандры и XMM-Ньютона, чтобы лучше понять ее природу, особенно ее пульсацию.
Команде Лю удалось измерить пульсационное поведение M82 X-2 еще в 2001 году. Они определили частоты вращения этого ULXP, что позволило им выявить четкую тенденцию к уменьшению вращения в течение 20 лет со случайными событиями увеличения вращения. Такое поведение спина обычно наблюдается в рентгеновских двойных системах Be-типа (BeXB).
«BeXB обычно демонстрируют тенденцию к увеличению вращения во время вспышки или состояния гигантского взрыва и демонстрируют непрерывную тенденцию к замедлению вращения, когда масса, которую нужно прирастить, гораздо меньше», — объяснили исследователи.
Согласно исследованию, изменение поведения M82 X-2 при замедлении/раскрутке, по-видимому, предполагает, что его аккреционный момент и, следовательно, скорость аккреции должны быть разными. Основываясь на этих результатах, астрономы предполагают, что M82 X-2 может иметь различную скорость аккреции и в течение длительных периодов времени находится в относительно спокойном состоянии и замедляется.
Пытаясь объяснить причину наблюдаемой тенденции к уменьшению вращения, наблюдаемой у M82 X-2, авторы статьи рассматривают несколько возможностей. Они предполагают, что наиболее правдоподобной гипотезой является то, что такая тенденция связана с магнитной нитью. Если этот сценарий верен, они оценивают, что диполярное магнитное поле этого пульсара находится на уровне 12 триллионов Гаусс.
