Астрономы из Национального центрального университета в Тайване провели исследование необычной сверхорбитальной вариации периода рентгеновской двойной звезды 4U 1820-30. Результаты исследования, опубликованные 13 сентября на сервере препринтов arXiv, могут помочь лучше понять природу этой системы.

Рентгеновские двойные состоят из обычной звезды или белого карлика, передающего массу компактной нейтронной звезде или чёрной дыре. В зависимости от массы звезды-компаньона астрономы делят их на рентгеновские двойные малой массы (LMXB) и рентгеновские двойные большой массы (HMXB).

4U 1820-30 представляет собой сверхкомпактную рентгеновскую двойную звезду, расположенную вблизи центра шарового скопления NGC 6624. Она состоит из нейтронной звезды и теряющего массу компаньона — белого карлика с массой 0,06–0,08 солнечных масс. Орбитальный период системы составляет приблизительно 685 секунд.

Кривые блеска 4U 1820-30, собранные пятью инструментами. Источник: Chou et al, 2024

Предыдущие наблюдения 4U 1820-30 показали, что она демонстрирует не только орбитальные и сверхгорбые вариации, но и сверхорбитальную модуляцию с периодом, намного превышающим орбитальный период. Этот период был измерен и составил приблизительно 171,03 дня и, по-видимому, оставался стабильным в течение последних десятилетий.

Однако группа астрономов во главе с И Чоу из Национального центрального университета сообщила о новых открытиях относительно модуляции суперорбитального периода 4U 1820-30. Анализируя имеющиеся данные с различных телескопов с 1987 года, учёные обнаружили значительное изменение суперорбитального периода 4U 1820-30.

Согласно исследованию, спектры мощности, полученные с помощью пяти наблюдательных инструментов, показывают значительное изменение суперорбитального периода со 171 до 167 дней в период с 1987 по 2023 год. Дальнейший анализ показывает, что этот период мог резко измениться в период с конца 2000 года по начало 2023 года или меняться плавно с производной периода около -0,000358 дней в день.

Предыдущие наблюдения 4U 1820-30 предполагали, что модуляция её сверхорбитального периода была вызвана необнаруженной третьей звездой-компаньоном в системе. Однако новые результаты, полученные командой Чжоу, опровергают этот сценарий, указывая на другие гипотезы. Вместо этого авторы предполагают, что нестабильность переноса массы, вызванная облучением, может быть ответственна за такое поведение.

«Ожидается, что аккреционный поток будет исходить из небольшой области вокруг точки L1 на компаньоне, где эффективное гравитационное поле слабое. Поэтому аккреционный поток очень чувствителен к рентгеновскому облучению этой области», — пояснили исследователи.

Авторы статьи добавили, что для проверки этого сценария для 4U 1820-30 необходимы дополнительные наблюдения и теоретические исследования. Но уже сейчас полученные результаты имеют важное значение для понимания природы рентгеновских двойных звёзд и их поведения. Более того, они могут помочь лучше понять механизмы переноса массы и аккреции в этих системах. Дальнейшие исследования 4U 1820-30 и других рентгеновских двойных звёзд могут привести к новым открытиям и более глубокому пониманию этих сложных астрономических объектов.

Подробнее на iXBT