На цьому зображенні, зробленому обсерваторією XMM-Ньютона ESA, показано серце залишку наднової RCW103. Нова нейтронна зірка зазвичай крутиться досить швидко, але потім її потужне магнітне поле сповільнює. Але магнітне поле не могло цього зробити протягом 2000 років, як це спостерігали астрономи.
Завдяки даним із супутника ESM XMM-Newton, ESA, група вчених, уважно ознайомившись з об'єктом, виявленим понад 25 років тому, виявила, що він, як ніхто інший, відомий у нашій галактиці.
Об'єкт знаходиться в самому серці залишку наднової RCW103, газоподібних залишків зірки, що вибухнула близько 2000 років тому. RCW103 та його центральне джерело можуть бути прикладом підручника того, що залишилося після вибуху наднової: міхура викинутого матеріалу та нейтронної зірки.
Однак глибоке безперервне спостереження за 24,5 години виявило щось набагато складніше та інтригуюче. Команда, представлена Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica (IASF) Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) в Мілані, Італія, виявила, що викиди від центрального джерела змінюються в залежності від циклу, який повторюється кожні 6,7 години. Це дивовижно довгий період, у десятки тисяч разів довший, ніж очікувалося для молодої нейтронної зірки. Також спектральні та часові властивості об'єкта відрізняються від попереднього спостереження цього самого джерела XMM-Ньютона в 2001 році.
"Поведінка, яку ми бачимо, є особливо дивовижною з огляду на її молодий вік, менший ніж 2 000 років", - сказала Андреа Де Лука з головного автора IASF-INAF. «Це нагадує багатомільйонне джерело. Протягом багатьох років ми відчували, що об'єкт інший, але ми ніколи не знали, наскільки відрізняються до цього часу ».
Об'єкт називається 1E161348-5055, який вчені зручно прозвали 1E (де E означає обсерваторію Ейнштейна, яка відкрила джерело). Він майже ідеально вбудований у центр RCW 103, приблизно за 10 000 світлових років у сузір'ї Норми. Майже ідеальне вирівнювання 1E в центрі RCW 103 залишає астрономів досить впевненими, що вони народилися в одній катастрофічній події.
Коли у зірки, щонайменше, у вісім разів більш масивної, ніж у нашого сонця, не вистачає палива, щоб згоріти, вона вибухає в події, званій надновою. Зоряне ядро випливає, утворюючи щільний самородок, який називають нейтронною зіркою або, якщо достатньо маси, чорною дірою. Нейтронна зірка містить близько сонце, яке вартує маси, забитого в кулю завдовжки близько 20 кілометрів.
Вчені роками шукали періодичність періоду 1E, щоб дізнатися більше про його властивості, наприклад про те, як швидко він обертається або чи є у нього супутник.
"Наше чітке виявлення такого тривалого періоду разом із світською мінливістю у випромінюванні рентгенівських променів створює дуже дивне джерело", - сказала Патріція Каравео з INAF, співавтор і лідер групи "Мілано". "Такі властивості в 2000-річному компактному об'єкті дають нам два ймовірні сценарії, по суті, джерело, що працює на аккреції або на магнітному полі".
1E може бути ізольованим магнітом, екзотичним підкласом сильно намагнічених нейтронних зірок. Тут лінії магнітного поля діють як гальма для прядильної зірки, звільняючи енергію. Відомо близько десятка магнітарів. Але зазвичай магніти крутяться кілька разів на хвилину. Якщо 1E крутиться лише раз на 6.67 годин, як свідчить виявлення періоду, магнітне поле, необхідне для уповільнення нейтронної зірки всього за 2000 років, було б занадто великим, щоб бути правдоподібним.
Стандартне магнітне поле з магнітом могло б зробити трюк, якщо диск із сміттям, утворений залишковим матеріалом вибухнутої зірки, також допомагає уповільнити закручування нейтронної зірки. Цей сценарій ніколи не спостерігався і вказував би на новий тип еволюції нейтронних зірок.
Крім того, довгий 6,67-годинний період може бути орбітальним періодом бінарної системи. Така картина вимагає, щоб нормальна зірка низької маси зуміла залишитися прив’язаною до компактного об'єкта, що генерувався вибухом наднової 2000 року тому. Спостереження дозволяють супутникові половини маси нашого Сонця або навіть менше.
Але 1E був би безпрецедентним прикладом низькомасової рентгенівської бінарної системи в зародковому стані, що в мільйон разів молодша за стандартні рентгенівські бінарні системи зі світлими супутниками. Молодий вік - не єдина особливість 1E. Циклічна картина джерела набагато більш виражена, ніж спостерігається для десятків низькомасових рентгенівських бінарних систем, що вимагають певного процесу подачі нейтронних зірок.
Процес подвійного прискорення може пояснити його поведінку: Компактний об’єкт захоплює частину вітру карликової зірки (вітрів), але він також здатний витягнути газ із зовнішніх шарів свого супутника, який осідає в накопичувальному диску (диск нарощування). Такий незвичайний механізм міг би працювати на ранній фазі життя низькомасової рентгенівської бінарної системи, де домінували наслідки початкового, очікуваного або орбітального ексцентриситету.
"RCW 103 - це загадка", - сказав Джованні Біґнамі, директор CESR, Тулуза та співавтор. "Ми просто не маємо однозначної відповіді на те, що викликає тривалі рентгенівські цикли. Коли ми розберемо це, ми дізнаємось набагато більше про наднові, нейтронні зірки та їх еволюцію ".
Якби зірка вибухнула на північному небі, Клеопатра могла б її бачити і вважала це ознакою її нещасного кінця, - сказав Каравео. Натомість вибух стався глибоко в південному небі, і ніхто його не зафіксував. Тим не менш, джерело є доброю прикметою для рентгенівських астрономів, які сподіваються дізнатись про еволюцію зірок.
Оригінальне джерело: ESA News Release
