Трёхлетнее исследование выявило удивительную стабильность квазипериодических извержений источника eRO-QPE2

12.11.2024 11:48:00 | iXBT.com

Международная группа астрономов под руководством Дираджа Пашама из Института астрофизики и космических исследований имени Кавли Массачусетского технологического института в Кембридже провела исследование долгосрочной эволюции квазипериодических извержений (QPE) из источника eRO-QPE2. Результаты исследования, опубликованные 1 ноября на сервере препринтов arXiv, показали удивительную стабильность QPE из этого источника в течение более трёх с половиной лет.

QPE определяются как короткие, высокоамплитудные квазипериодические рентгеновские всплески на стабильном уровне потока, возникающие вблизи центральных сверхмассивных чёрных дыр (СМЧД) в ядрах галактик. Они отличаются от более мягкой квазисинусоидальной модуляции стандартных квазипериодических колебаний (QPO).

Источник: DALL-E

Источник eRO-QPE2, обнаруженный в 2021 году с помощью прибора eROSITA на российско-немецкой орбитальная астрофизическая обсерватории «Спектр-РГ» («Спектр-Рентген-Гамма»), связан с галактикой 2MASX J02344872-4419325 и имеет красное смещение 0,0175. Последующие наблюдения с помощью спутника ESA XMM-Newton показали, что eRO-QPE2 демонстрирует QPE с собственной светимостью, колеблющейся между приблизительно 0,12 и 1,2 тредециллиона эрг/с в диапазоне 0,5–2 кэВ. Средняя дисперсия продолжительности подъёма-спада этих извержений составляет около 27 минут, с разделением пик-пик около 2,4 часов и рабочим циклом 19%.

В новом исследовании команда Пашама изучила долгосрочную эволюцию eRO-QPE2, используя данные XMM-Newton, полученные в период с августа 2020 года по февраль 2024 года. Результаты показали, что eRO-QPE2 удивительно стабилен в течение всего 3,5-летнего периода наблюдения по пиковой светимости извержения, температуре извержения, температуре покоя и светимости покоя. Среднее время повторения QPE, рассчитанное как 2,35 часа, оказалось постоянным между 2022 и 2024 годами, с намеком на спад примерно на шесть минут между августом 2020 года и июнем 2022 года.

Рентгеновские кривые блеска eRO-QPE2 в диапазоне 0,25-2,5 кэВ XMM-Newton/EPIC (pn+MOS). Источник: Pasham et al., 2024

Эта стабильность контрастирует с известным набором QPE, поскольку они обычно демонстрируют снижение извержений и спокойного потока за сопоставимые периоды наблюдений. Учитывая относительно короткое время повторения QPE, eRO-QPE2 претерпел больше циклов, чем другие системы, что подчёркивает его необычайную стабильность.

Астрономы предполагают, что происхождение извержений eRO-QPE2 может быть связано с маломассивным (около 0,18 солнечных масс) белым карликом, частично приливно сброшенным чёрной дырой с массой на уровне 230 000 солнечных масс. Однако для подтверждения этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования.

«В этой работе мы изучили долгосрочную эволюцию eRO-QPE2, используя данные XMM-Newton, полученные в период с августа 2020 года по февраль 2024 года, то есть временную базу в 1277 дней или 3,5 года. Наши результаты показывают, что eRO-QPE2 демонстрирует необычайную стабильность в течение всего периода наблюдения, что отличает его от других известных систем, испытывающих квазипериодические колебания», — пишут исследователи.

Данное исследование предоставляет ценную информацию о свойствах и эволюции квазипериодических извержений, что может помочь в понимании физических процессов, происходящих вблизи сверхмассивных чёрных дыр в ядрах галактик. Продолжающиеся наблюдения и анализ данных позволят учёным уточнить модели и гипотезы, связанные с этим необычным астрофизическим явлением.

Подробнее