Зонд Einstein Probe обнаружил редкую двойную систему с нейтронной звездой и «синхронизированными» вспышками

Космическая миссия Einstein Probe обнаружила новый рентгеновский источник, который оказался одной из самых редких разновидностей двойных систем с нейтронной звездой. Источник, получивший обозначение EP J171159.4–333253 (сокращённо EP J1711–3332), сочетает сразу несколько необычных свойств: он является затменной системой, демонстрирует квазипериодические термоядерные вспышки I типа и относится к крайне редкому классу «синхронизированных» объектов, у которых вспышки повторяются с почти регулярным интервалом.

Источник был впервые зарегистрирован 23 июня 2025 года широкоугольным рентгеновским телескопом WXT на борту Einstein Probe. Уже через два дня наблюдения с помощью телескопа FXT позволили точно определить положение и подтвердить природу объекта. Последующие наблюдения с использованием обсерватории NuSTAR, оптической камеры ULTRACAM и радиоинтерферометра MeerKAT дали возможность изучить систему сразу в нескольких диапазонах и детально восстановить её свойства.

За время наблюдений учёные зарегистрировали 16 термоядерных вспышек, возникающих на поверхности нейтронной звезды. Анализ непрерывных данных показал, что вспышки повторяются с характерным интервалом около 8200 секунд. При этом этот интервал постепенно сокращался, одновременно с ростом постоянного рентгеновского излучения, что указывает на прямую связь между частотой вспышек и увеличением темпа аккреции вещества.

Помимо вспышек, в рентгеновском сигнале были обнаружены регулярные затмения, позволившие с высокой точностью измерить орбитальный период системы — 6,48 часа. Продолжительность полного рентгеновского затмения составляет около 20 минут, что указывает на высокое наклонение орбиты и наблюдение системы почти «с ребра». Также были зафиксированы нерегулярные провалы в излучении, возникающие в определённой фазе орбиты и связанные, по-видимому, с плотными структурами на внешнем краю аккреционного диска.

Спектральный анализ показал, что источник находится в жёстком рентгеновском состоянии при низкой светимости. Аккреционный диск в этой системе усечён и не доходит до поверхности нейтронной звезды, а внутренняя область заполнена горячим разреженным потоком. Сами вспышки не достигают предела Эддингтона и не сопровождаются расширением фотосферы.

Ключевым результатом стала оценка отношения энергии аккреции к энергии термоядерной вспышки. Его необычно высокое значение указывает на то, что вспышки вызваны горением гелия, тогда как водород выгорает стабильно между ними. Такой режим характерен для систем с низким темпом аккреции и хорошо согласуется с наблюдаемыми свойствами EP J1711-3332.

Оптические наблюдения показали, что затмение в видимом диапазоне длится дольше и зависит от длины волны, что указывает на наличие большого холодного аккреционного диска. Во время одного из полных затмений была зафиксирована короткая оптическая вспышка без рентгеновского аналога, наиболее вероятно связанная с магнитной активностью на поверхности звезды-компаньона.

По совокупности данных звезда-компаньон имеет массу около 0,6–0,8 массы Солнца и относится к спектральному классу K, а наклонение орбиты составляет примерно 73–75 градусов. Низкая светимость системы — всего доли процента от предела Эддингтона — делает EP J1711-3332 редкой природной лабораторией для изучения аккреции и термоядерных процессов на поверхности нейтронных звёзд.

 Источник: arXiv