Рентгеновские наблюдения симбиотической звезды RT Crucis открыли новые данные об аккреционной активности
Исследователи обнаружили доказательства жёсткого теплового плазменного излучения
Симбиотические двойные звёзды представляют собой тип двойной звёздной системы, состоящей из компактной звезды, например белого карлика, и красного гиганта. В этих системах компактная звезда аккрецирует материал с красного гиганта и производит мягкие рентгеновские фотоны. Однако некоторые из них, известные как симбиотические звёзды, излучающие жёсткое рентгеновское излучение, также производят мощные рентгеновские фотоны, что может быть связано с присутствием массивных белых карликов.
Наблюдения с помощью рентгеновских телескопов показывают, что многие из симбиотических звёзд, испускающих жёсткое рентгеновское излучение, испускают плазменные выбросы с разными температурами: холодные (мягкие) и горячие (жёсткие). Астрономы также обнаружили джеты в некоторых из этих звёзд, которые потенциально могут образовывать ударную область и способствовать образованию мягких / холодных плазменных выбросов.
Художественное изображение двойной системы, в которой компактная звезда аккрецирует материал с соседней звезды. Источник: NASA / Dana Berry
Одной из таких симбиотических звёзд, испускающих жёсткое рентгеновское излучение, является RT Crucis (RT Cru). Рентгеновские наблюдения RT Cru выявили наличие мягкого теплового плазменного излучения. В 2021 году исследователи использовали телескопы Chandra и байесовский статистический метод, чтобы найти доказательства жёсткого теплового плазменного излучения в RT Cru. Излучение могло происходить между внутренним слоем аккреционного диска и поверхностью белого карлика.
Другие астрономы также заметили падение оптических эмиссионных линий и жёстких рентгеновских фотонов в рентгеновской симбиотической системе RT Cru в 2019 году. Они считают, что это может быть связано со снижением некоторых видов аккреционной активности. Высокая изменчивость рентгеновских фотонов предполагает, что плотные материалы могут блокировать мягкое тепловое плазменное излучение.
Чтобы найти причину изменчивости рентгеновских фотонов от RT Cru, исследователи применили анализ главных компонент (PCA) — метод снижения размерности, часто используемый при подготовке данных для машинного обучения. Этот метод позволил разложить временно-изменяемые спектральные данные на основные спектральные компоненты и соответствующие временные ряды, показывающие временные вариации.
Анализ главных компонент показал, что рентгеновские фотоны от RT Cru, полученные в 2012 году, были ярче, чем полученные в 2007 году, а в обоих наблюдениях также видны ежечасные изменения мерцания. Исследователи также обнаружили, что изменения в рентгеновских фотонах, наблюдаемые с помощью космического телескопа Suzaku между 2007 и 2012 годами, вероятно, вызваны изменениями в поглощающем материале, а также изменением в рентгеновском источнике, связанным с аккреционной активностью.
Симбиотические двойные звёзды часто демонстрируют мерцание, — явление, связанное с физикой аккреции. Такое поведение демонстрирует RT Cru испускающая жёсткое рентгеновское излучение, с вариациями от секунд до часов. Астрономы наблюдали такое поведение в широком диапазоне электромагнитных волн, от оптических до ультрафиолетовых и рентгеновских.
Компьютерные моделирования изменений в рентгеновских фотонах также показывают, что мягкие изменения в излучении плазмы могут вызывать быстрые изменения типа мерцания, которые, вероятно, исходят из зоны аккреционного диска вокруг массивного белого карлика.
Ожидается, что будущие рентгеновские космические телескопы с более высокой чувствительностью, такие как планирующийся к созданию рентгеновский спектрометр Arcus, будут лучше оснащены для выявления причин явлений типа мерцания в симбиотических двойных звёздах.