Астрономы впервые увидели теплый ветер от аккрецирующей нейтронной звезды
Астрофизики впервые экспериментально подтвердили существование постоянных истечений теплого ионизированного газа из аккреционного диска вокруг нейтронной звезды в рентгеновской двойной системе Swift J1858.6−0814, характер которых не зависит от режима аккреции. Подобное явление ранее предсказывалось теоретически и помогает разобраться в поведении подобных систем и их вспышечной активности. Статья опубликована в журнале Nature.
Процесс аккреции вещества на различные астрофизические объекты сопровождают мощные истечения из аккреционного диска, называемые ветрами. В компактных двойных системах, содержащих нейтронные звезды или черные дыры, аккреция вещества на эти объекты часто сопровождается интенсивными вспышками, а дисковые ветра демонстрируют линии поглощения в рентгеновских и оптических спектрах, которые связываются с истечениями горячего или холодного газа. Однако до сих пор не было случаев регистрации линий в ультрафиолетовом диапазоне волн, что указало бы на истечения теплого газа.
Группа астрономов во главе с Ноэль Кастро Сегуром (Noel Castro Segura) из Саутгемптонского университета опубликовала результаты анализа данных наблюдений за источником Swift J1858.6−0814, который был открыт в октябре 2018 года телескопом Swift и классифицирован как маломассивная рентгеновская двойная с нейтронной звездой, расположенная на расстоянии 42,4 тысячи световых лет от Солнца. В мультиволновых наблюдениях за системой принимали участие космический телескоп «Хаббл», рентгеновский телескоп XMM-Newton, а также наземные телескопы VLT и GTC.
Астрономы обнаружили, что в системе происходят затмения, что говорит о том, что земной наблюдатель смотрит на аккреционный диск почти с ребра. Орбитальный период объектов в системе был оценен в 21,3 часа. Во время вспышки Swift J1858.6−0814 демонстрировал экстремальную изменчивость потока излучения во всех диапазонах энергий квантов, при этом рентгеновская светимость изменялась на один-два порядка в секундных масштабах. Вариации потока излучения в рентгеновском, дальнем ультрафиолетовом и оптическом диапазонах волн четко коррелируют между собой с малой временной задержкой.
Ученые зарегистрировали в ультрафиолетовом диапазоне линии поглощения, связанные с C IV, N V и He II, которые они интерпретировали как теплый, умеренно ионизированный компонент истечений из диска. При этом данные оптических наблюдений показали, что истечения из диска действительно есть и не связаны со вспышками в системе, таким образом мы имеем дело с многофазным и/или пространственно стратифицированным истечением газа из внешней части аккреционного диска. Подобная постоянная потеря массы диска при любых режимах аккреции на нейтронную звезду с крупным диском ранее предсказывалась радиационно-гидродинамическими моделями и помогает объяснить некоторые особенности вспышек в рентгеновских двойных.
Ранее мы рассказывали о том, как головную волну в рентгеновской двойной системе впервые увидели в радиодиапазоне.
Александр Войтюк
Она слишком массивна и короткопериодна
Астрономы обнаружили экзопланету, существование которой не вписывается в стандартные модели формирования планет. LHS 3154b аномально массивная для своей очень маломассивной звезды и находится на короткой орбите вокруг нее. Статья опубликована в журнале Science. Модель формирования планет путем аккреции вещества протопланетного диска на твердое ядро предсказывает, что крупные планеты (массой больше Нептуна) не должны рождаться у маломассивных звезд, что подтверждается данными многочисленных наблюдений. В эту идею укладываются и планетные системы из небольших экзопланет у близких к Солнцу красных карликов. Таким образом, в стандартной теории результат процесса планетообразования сильно зависит от общей массы мелких твердых частиц в диске, а та, в свою очередь, зависит от массы родительской звезды и масштабируется вместе с ней. Однако на данный момент известно несколько кандидатов в массивные планеты, которые не вписываются в модели. Предполагается, что это связано с неопределенностями в моделях, кроме того, в этих случаях может иметь место механизм гравитационной нестабильности внутри массивного газового внешнего диска. Группа астрономов во главе с Гудмундуром Стефанссоном (Guðmundur Stefánsson) из Принстонского университета обнаружила экзопланету, которая не вписывается сразу в обе стандартные теории формирования экзопланет. Наблюдения велись за красным карликом LHS 3154 при помощи спектрографа HPF, установленного на десятиметровом телескопе Хобби-Эберли в обсерватории Мак-Доналд, в период с 23 января 2020 года по 13 апреля 2022 года. Экзопланета была обнаружена при помощи метода радиальных скоростей. LHS 3154 относится к спектральному типу M6.5, находится в почти 52 световых годах от Солнца, обладает массой 0,111 масс Солнца и характеризуется возрастом пять миллиардов лет. Вокруг нее с периодом 3,71 дня и минимальной массой 13,2 массы Земли вращается экзопланета LHS 3154b. Длина большой полуоси орбиты экзопланеты составляет 0,022 астрономической единицы, а эксцентриситет — 0,076. Происхождение такой системы с очень большим отношением массы короткопериодной планеты к звезде трудно объяснить с помощью моделей аккреции на ядро или гравитационной нестабильности. В последнем случае, если также учитывать возможную миграцию планеты, это требует еще большей массы протопланетного диска, чем для модели аккреции на ядро. Исследователи выделяют три возможных объяснения. Во-первых, большая часть пыли в протопланетных дисках вокруг маломассивных звезд может представлять собой объекты сантиметровых размеров и более, которая может ускользать от обнаружения в миллиметровом диапазоне, что ведет к недоучету общей массы пыли в диске. Во-вторых, диски могут получать большое количество дополнительного вещества из окружающего молекулярного облака. Наконец, в-третьих, ядра протопланет могут формироваться в течение миллиона лет после формирования протозвезды, когда протопланетный диск более массивный. Ранее мы рассказывали о том, как обсерватория Кека напрямую рассмотрела экзогиганта.
