Астрономы нашли кандидата на самую молодую массивную рентгеновскую двойную
Астрономы при помощи космического телескопа XMM-Newton нашли возможно самую молодую из известных на сегодняшний день массивных рентгеновских двойных систем. Она находится в центре остатка сверхновой в Большом Магеллановом облаке, а ее изучение позволит понять физику аккреции на нейтронные звезды и эволюцию подобных объектов на ранних этапах жизни. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Молодые нейтронные звезды, входящие в состав рентгеновских двойных систем, чрезвычайно редки, а их изучение дает уникальную информацию о свойствах и ранней эволюции нейтронных звезд. Кроме того, эти объекты являются идеальными «зондами» для понимания физики аккреции вещества на компактные объекты. Cчитается, что нейтронные звезды рождаются с короткими периодами вращения, а затем постепенно тормозятся из-за эффекта «пропеллера» на начальном этапе процесса аккреции вещества, поступающего от компаньона нейтронной звезды. Самой молодой из рентгеновских двойных систем считается Циркуль X-1, возраст которой оценивается в 4600 лет.
Найти двойные системы с молодыми нейтронными звездами можно в остатках сверхновых, так как подобные объекты имеют малое время существования (время, когда остаток видим для земного наблюдателя, составляет всего 104 лет). При этом большинство рентгеновских двойных обнаруживаются в Магеллановых Облаках, что неудивительно, учитывая идеальные условия в этих галактиках, такие как активное звездообразование, частые вспышки сверхновых, а также близость к Млечному Пути.
Группа астрономов во главе с Чандреи Майтрой (Chandreyee Maitra) сообщает об обнаружении кандидата на самую молодую из известных на сегодняшний день массивных рентгеновских двойных систем, связанного с остатком сверхновой MCSNR J0513-6724, который находится в Большом Магеллановом облаке. Открытие было сделано при анализе данных наблюдений, полученных рентгеновским орбитальным телескопом XMM-Newton, который занимался исследованиями рентгеновских источников в галактике.
Наблюдения подтвердили, что MCSNR J0513-6724 действительно является остатком сверхновой, а в его геометрическом центре находится массивная рентгеновская двойная, которая является точечным источником жесткого рентгеновского излучения и состоит из нейтронной звезды, с периодом вращения около 4,4 секунды, и супергиганта спектрального типа B2.5Ib. Орбитальный период системы составляет приблизительно 2,23 дня. Возраст системы составляет менее шести тысяч лет, что делает его кандидатом на самую молодую массивную рентгеновскую двойную, так как тип Циркуля Х-1 все еще под вопросом и эта система может быть отнесена к классу маломассивных. Оценка верхнего предела магнитного поля системы составляет меньше 5×1011 Гаусс, что может говорить о сохранении магнитного поля в результате гиперкритической аккреции на нейтронную звезду после взрыва сверхновой. Ожидается, что эти поля будут рассеиваться в масштабе 103–104 лет, поэтому открытие такой молодой системы дает уникальную возможность астрономам впервые наблюдать изменения картины магнитных полей в рентгеновских двойных.
Ранее мы рассказывали о том, где была найдена самая массивная нейтронная звезда, как карта неба в рентгеновском диапазоне поможет разобраться в физике пульсаров и чем астрономы объясняют сбои в работе пульсаров.
Александр Войтюк
Его происхождение остается загадкой
Астрономы подтвердили открытие новой нептуноподобной экзопланеты, которая оказалась рекордно плотной среди подобных тел. TOI-1853b может представлять собой практически лишенное атмосферы ядро из воды и горных пород, а также попадает в «пустыню нептунов». Статья опубликована в журнале Nature. Экзопланеты, сравнимые по размерам с Нептуном, могут обладать разным составом и внутренней плотностью в зависимости от эволюционного пути, расстояния до звезды и активности процесса потери атмосферы. Они могут представлять собой тела с твердым ядром и толстой водородно-гелиевой атмосферой, а могут быть планетами, содержащими большое количество воды, демонстрировать обилие горных пород и даже иметь тонкую атмосферу. Группа астрономов во главе с Луки Напониелло (Luca Naponiello) из Римского университета Тор Вергата сообщила об открытии нового представителя нептуноподобных экзопланет TOI-1853b, который сильно выделяется по своим свойствам от других подобных тел. Первоначально его обнаружил космический телескоп TESS, затем открытие было подтверждено по данным наземных телескопов MuSCAT2, ULMT, SOAR и LCOGT, обсерваторий «Джемини-Север» и Кека, а также спектрографа HARPS-N. Родительская звезда относится к спектральному классу K2.5 V, она находится в 544 световых годах от Солнца и обладает массой 0,837 массы Солнца и радиусом 0,808 радиуса Солнца. Вокруг нее по орбите с периодом 1,24 дня и длиной большой полуоси 0,0213 астрономической единицы обращается экзопланета с радиусом 3,46 радиуса Земли и массой 73,2 массы Земли. Это дает значение средней объемной плотности в 9,74 граммов на кубический сантиметр, что примерно в шесть раз больше, чем у Нептуна. Внутренний состав TOI-1853b лучше всего описывается моделью ядра, состоящего из воды и горных пород, лишенного газовой оболочки или обладающего незначительной газовой оболочкой из водорода и гелия. Расчетное характерное давление в недрах экзопланеты может в 50 раз превышать давление на границе ядра и мантии Земли, таким образом, ядро может быть металлическим и окруженным мантией, богатой водой в виде льда или в виде сверхкритического флюида. TOI-1853b также попадает в центр «пустыни нептунов» — зоны дефицита нептуноподобных короткопериодных экзопланет, происхождение которой остается предметом споров. Объяснить образование такой экзопланеты сложно из-за значительного содержания в ней тяжелых элементов. В частности, ростTOI-1853b только за счет аккреции планетезималей из льда и горных пород кажется малореальным. Возможно, в системе в прошлом произошло высокоскоростное столкновение между двумя массивными протопланетами, или же TOI-1853b изначально была массивным гигантом с атмосферой, а затем потеряла большую часть массы из-за приливного разрушения вблизи периастра во время орбитальной миграции с высоким эксцентриситетом на раннем этапе жизни системы. Ранее мы рассказывали о том, как мини-нептун не смог объяснить необычное радиоизлучение от спокойного красного карлика.