Группа китайских астрономов под руководством Цзин-Цяна Пэна из Китайской академии наук (CAS) провела детальный анализ спектральных и временных характеристик рентгеновской двойной системы SLX 1746–331 с чёрной дырой, которая пережила вспышку в 2023 году после 13 лет покоя.

Результаты исследования раскрывают необычные особенности поведения объекта и уточняют его физические параметры.

Рентгеновские двойные системы состоят из компактного объекта (нейтронной звезды или чёрной дыры) и звезды-компаньона, вещество которой перетекает на него. В зависимости от массы компаньона их делят на низкомассивные (LMXB) и высокомассивные (HMXB). SLX 1746–331, обнаруженная в 1985 году, относится к LMXB-транзиентам с чёрной дырой и расположена на расстоянии около 35 200 световых лет. После длительного периода покоя, длившегося с 2010 года, система активизировалась в 2023-м году.

Для наблюдений учёные использовали китайский спутник Insight-HXMT, а также американские обсерватории NICER и NuSTAR. Анализ данных показал, что в отличие от типичных транзиентных систем, SLX 1746–331 в течение всей вспышки оставалась в «мягком» состоянии, где доминирует излучение аккреционного диска, даже при снижении светимости до 500 раз ниже пиковой. Это противоречит классическим сценариям, при которых объекты переходят из «жёсткого» состояния (с преобладанием коронального излучения) в «мягкое».

Важным открытием стало обнаружение выраженного компонента отражения в данных NuSTAR: внутренние области диска, вероятно, подсвечивались собственным излучением. Тепловой спектр системы продемонстрировал корреляцию между непоглощённым потоком излучения от диска и его внутренней температурой вплоть до светимостей, на два порядка меньших пиковых значений.

Расчёты указывают, что компактный объект системы обладает массой около 5,5 солнечных, а его спин (вращательный момент) и угол наклона оси оцениваются в 0,85 и 53 градуса соответственно. Внутренний радиус аккреционного диска во время вспышки составлял от 5,8 до 11,7 км, что близко к радиусу самой внутренней устойчивой круговой орбиты (ISCO). Это подтверждает, что вещество диска стабильно приближалось к чёрной дыре, не переходя в «жёсткое» состояние.

Уникальность вспышки SLX 1746–331 ставит новые вопросы о механизмах аккреции в экстремальных условиях. Дальнейшие исследования подобных аномалий помогут уточнить модели взаимодействия чёрных дыр с аккреционными дисками и расширить понимание эволюции рентгеновских двойных систем.