Раскрыта истина, скрывающаяся за сверхъярким рентгеновским источником Cygnus X-3
Астрономы сделали важное открытие в попытке понять загадочную природу бинарной системы Cygnus X-3, которая долгие годы ставила ученых в тупик.
Как выяснилось из недавней публикации в престижном журнале Nature Astronomy, эта хорошо известная рентгеновская бинарная система на самом деле является скрытым сверхсветящимся рентгеновским источником.
Что такое рентгеновская бинарная звездная система?
Рентгеновские бинарные системы - это звездный балет между двумя космическими танцорами: обычной звездой и компактным объектом, таким как нейтронная звезда или черная дыра.
Когда эти объекты сливаются во взаимном гравитационном взаимодействии, компактный объект, обладающий огромной гравитацией, начинает высасывать материал из звезды-компаньона.
Это астрономическое воровство приводит к аккреции материала звезды-донора на компактный объект.
Дьявольская красота этого процесса заключается в огромной эффективности преобразования энергии. По мере того как украденный материал закручивается внутрь, он нагревается из-за трения и гравитационного сжатия, становясь настолько горячим, что испускает рентгеновские лучи.
Эти рентгеновские лучи могут быть замечены специализированными телескопами и спутниками, что делает рентгеновские бинары важными маяками в космосе.
Рентгеновские бинары очень важны для понимания фундаментальной физики и астрофизики. Они помогают ученым выяснить, как ведет себя материя в экстремальных условиях, изучить секреты звездной эволюции и понять динамику гравитационных взаимодействий.
Загадка системы Cygnus X-3
Cygnus X-3 - одна из первых рентгеновских бинарных систем, наблюдаемых в космосе. Она известна своей способностью вспыхивать как один из самых интенсивных радиоисточников на короткие периоды, а затем тускнеть или исчезать в течение нескольких дней.
Это неустойчивое поведение, контрастирующее с его "нормальной" природой, послужило стимулом для первых скоординированных глобальных астрономических наблюдений.
В 1973 году Р.М. Хьелльминг из-за ее своеобразного поведения назвал ее "астрономической загадкой Cygnus X-3". С тех пор поиски понимания этой астрономической загадки были в центре внимания многочисленных научных сообществ.
Но наконец-то тайна начала разгадываться благодаря исследованию Александры Велединой, научного сотрудника Академии наук из Университета Турку в Финляндии, и ее команды, которые проанализировали Cygnus X-3 с помощью спутника Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) - инициативы НАСА, запущенной в декабре 2021 года.
Раскрытие скрытого ULX
Благодаря применению рентгеновского поляризованного зрения Веледина и ее команда получили важнейшие сведения о конфигурации материи, окружающей компактный объект, ближайший к черной дыре.
"Мы обнаружили, что компактный объект окружен слоем плотной, непрозрачной материи. Свет, который мы наблюдаем, отражается от стенок внутренней воронки, образованной окружающим газом, и напоминает чашу с зеркальным отражением внутри", - объясняет Веледина.
Это открытие позволило отнести Cygnus X-3 к классу сверхсветящихся рентгеновских источников (ULX), которые известны тем, что потребляют вещество с колоссальной скоростью.
Потребление настолько огромно, что значительная часть вещества не помещается в горизонт событий, а выбрасывается за пределы системы.
"ULX обычно выглядят как яркие пятна на изображениях далеких галактик. Их излучение усиливается окружающей компактный объект воронкой, действующей как мегафон", - добавляет профессор Юри Поутанен, соавтор исследования.
Еще более необычным это открытие делает то, что, несмотря на то, что эти источники в тысячи раз превышают размеры Млечного Пути, в рентгеновские телескопы они попадают относительно слабыми.
Теперь же это открытие позволило обнаружить яркий аналог этих далеких ULX в пределах нашей собственной галактики.
Более широкие последствия открытия Cygnus X-3
Это значительное событие в расшифровке астрономической загадки Cygnus X-3 знаменует собой начало новой главы в нашем исследовании этого замечательного космического источника.
Он откроет исследователям путь к более глубокому проникновению в загадку и даст возможность провести тщательное исследование потребления экстремальной материи.
Действительно, нам еще многое предстоит узнать и понять о нашей огромной Вселенной, но, как показало это открытие, каждая интригующая загадка таит в себе потенциал для удивительного откровения, которое может бросить вызов нашему пониманию космоса.
Полная версия исследования опубликована в журнале Nature Astronomy.
