Двойные рентгеновские системы состоят из обычной звезды и нейтронной. Первая выступает в роли донора вещества, вторая его принимает. В нормальных условиях отток массы происходит спокойно. Однако в процессе эволюции донора может возникнуть режим сверхкритической аккреции, который проявляется в виде гигантской рентгеновской вспышки.
Астрономы из Уханьского университета в Китае с помощью спутника Insight-HXMT наблюдали гигантскую вспышку в рентгеновской двойной системе RX J0440.9+4431, которая произошла около трех лет назад. Результаты их наблюдений, представленные на сервере препринтов arXiv, содержат множество новых данных о свойствах и поведении данной системы.
Рентгеновские двойные звезды (X-Ray Binaries, XRB) — это класс двойных звезд, излучающих в рентгеновском диапазоне электромагнитного спектра (длина волны от 1 до 100 нм). Они состоят из обычной звезды, которая передает массу на компактную нейтронную звезду или черную дыру. В зависимости от массы звезды-донора эти системы делятся на рентгеновские двойные системы с малой массой (LMXB) и рентгеновские двойные системы с большой массой (HMXB).
Двойные системы Be/X-ray (BeXRBs) — это один из подклассов HMXB, в котором оптическая звезда является карликовой, субгигантской или гигантской звездой B-класса. Буква e в индексе указывает на эмиссионные линии, наблюдаемые во время переноса массы от звезды донора. Обнаружение и исследование рентгеновских вспышек в системах типа BeXRB имеют важное значение для понимания природы и поведения пульсаров.
RX J0440.9+4431 — это система типа BeXRB, открытая в 1997 году вместе со своим оптическим спутником LS +44 17/BSD 24-491 во время исследования плоскости галактики. Система с пульсаром расположена на расстоянии около 8000 световых лет от нас (в три раза ближе к центру галактики) и демонстрирует рентгеновские пульсации с периодом 202,5 секунды.
В конце декабря 2022 года начался гигантский выброс энергии и вещества RX J0440.9+4431, который продолжался до марта 2023 года. Астрономы Прахлад Эпили и Вэй Ван из Уханьского университета, как и многие другие ученые по всему миру, решили понаблюдать за вспышкой с помощью Insight-HXMT, надеясь прояснить рентгеновскую спектральную и временную изменчивость этой двойной системы.
Наблюдения показали, что профили импульсов во время фаз нарастания и затухания вспышки 2022-2023 годов при одинаковых значениях яркости демонстрируют схожие изменения в форме. Суммарная рентгеновская светимость пульсара в RX J0440.9+4431 во время вспышки находилась в диапазоне 4,4×10^36 – 2,8×10^37 эрг/с при энергии 1-120 кэВ. Астрономы отметили, что усредненные по фазе спектры пульсара с энергией 1-120 кэВ могут быть объяснены с помощью степенной континуальной модели поглощения.
Жесткое рентгеновское излучение пульсара с высокой частотой вращения показывает наличие функции рассеяния на переменном циклотронном резонансе при энергиях (33,6-41,6) кэВ. Во время угасания вспышки исследователи обнаружили вторую циклотронную линию, энергия которой колебалась в диапазоне 64,6 – 75,3 кэВ.
