Почти в «ля»: новый миллисекундный рентгеновский пульсар открыт телескопом ART-XC им. М.Н. Павлинского

Иногда понедельник начинается в субботу, а иногда и пораньше. Чтобы не скучать на длинных выходных, сотрудники отдела астрофизики высоких энергий в среду, 21 февраля 2024 г., открыли новый яркий рентгеновский источник. Настолько яркий — 100 миллиКраб, что было ясно — промедление смерти подобно, надо срочно бить в набат и сообщить об открытии, пока это не сделали команды телескопов — мониторов всего неба.

Отправленная астрономическая телеграмма вызвала «цепную реакцию». Сначала, с некоторым удивлением, источник был обнаружен командой рентгеновского телескопа MAXI (JAXA) на Международной космической станции, причем выяснилось, что вспышка началась почти на неделю раньше — как минимум, 15 февраля, но была пропущена японскими коллегами.

Дальше подтянулись более чувствительные рентгеновские телескопы и новости полились рекой. Инструменты NICER и Swift/XRT (NASA) обнаружили короткие вспышки мягкого рентгеновского излучения от источника — так называемые рентгеновские всплески первого рода.

Такие всплески происходят в том случае, когда на поверхности нейтронной звезды накапливается достаточно много аккрецированного (т.е. перетекшего с невырожденной звезды-компаньона) вещества для того, чтобы зажечь термоядерную реакцию. Причем по продолжительности и скорости нарастания всплеска можно судить о химическом составе горящего вещества.

У источника SRGA J144459.2-604207 (далее будем называть его SRGA J1444, для краткости; кстати, почему у астрофизических источников такие сложные имена, можно прочитать здесь), по-видимому, горение происходит в гелий-водородной смеси. Кроме того, большая собирающая площадь NICER и большой опыт его команды в подобных исследованиях очень быстро выявили еще одну интересную черту этого объекта — были обнаружены когерентные пульсации рентгеновского потока на частоте 447.8 Гц.

Если взять обычный камертон (ля первой октавы) и легонько по нему ударить, то за время между двумя последовательными колебаниями его зубцов нейтронная звезда в SRGA J1444 (шар массой в 3х10³⁰ кг и радиусом в 12–15 км!) успеет сделать чуть больше одного полного оборота вокруг своей оси. По доплеровскому сдвигу этой частоты удалось оценить и орбитальный период — примерно 5.2 часа.

Итого, уже за первые несколько дней удалось выяснить что новый источник — аккрецирующий миллисекундный пульсар в двойной системе с маломассивной звездой. Всего подобных объектов известно около двух десятков, так что SRGA J1444 — ценный экземпляр.

Не остались в стороне от поисков и наземные телескопы, хотя им источник пока не показывается: ни радиотелескопу MeerKAT в ЮАР, ни наблюдателям на оптических телескопах Южного полушария (SRGA J1444 расположен в созвездии Циркуля на южном небе) увидеть его пока не удалось. Впрочем, он расположен вблизи плоскости Галактики, где пылевые облака существенно затрудняют наблюдения в видимом свете. Но поиски продолжаются, теперь слово за большими телескопами.

Продолжаются и наблюдения нового источника на телескопе ART-XC им. М.Н. Павлинского, так как обнаружение источника удачно совпало с небольшим перерывом в обзоре всего неба. По данным российского инструмента подтверждены пульсации рентгеновского потока, и обнаружено, что источник перешел в фазу «периодического барстера» (англ. clocked burster), когда термоядерные всплески от него регистрируются через примерно равные промежутки. Новые данные покажут, какие еще сюрпризы приготовил нам SRGA J1444.

***

Космический аппарат «Спектр-РГ», разработанный в АО «НПО Лавочкина» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»), был запущен 13 июля 2019 г. с космодрома Байконур. Он создан с участием Германии в рамках Федеральной космической программы России по заказу Российской академии наук. Обсерватория оснащена двумя уникальными рентгеновскими зеркальными телескопами: ART-XC им. М.Н. Павлинского (ИКИ РАН, Россия) и eROSITA (MPE, Германия), работающими по принципу рентгеновской оптики косого падения. Телескопы установлены на космической платформе «Навигатор» (НПО Лавочкина, Россия), адаптированной под задачи проекта. Основная цель миссии — построение карты всего неба в мягком (0.3–8 кэВ) и жестком (4–20 кэВ) диапазонах рентгеновского спектра с беспрецедентной чувствительностью. Научный руководитель орбитальной рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ» академик Рашид Сюняев.