Gigantyczny rozbłysk rentgenowski w układzie EXO 2030+375 zaskakuje astronomów

Międzynarodowy zespół astronomów przeprowadził szczegółowe badania rentgenowskiego układu podwójnego EXO 2030+375, aby wyjaśnić naturę gigantycznego rozbłysku, do którego doszło w 2021 roku. Wyniki tych analiz zostały opublikowane na serwerze preprintów arXiv.

EXO 2030+375 to układ podwójny rentgenowski (XRB), składający się z gwiazdy neutronowej i towarzyszącej jej gwiazdy typu Be. Układy tego typu należą do grupy wysokomasowych układów podwójnych rentgenowskich (HMXB) i charakteryzują się słabą, lecz stałą emisją promieniowania rentgenowskiego, przerywana okresowymi rozbłyskami.

Układ EXO 2030+375 został odkryty w 1985 roku podczas silnego rozbłysku rentgenowskiego. Od tego czasu zaobserwowano w nim jeszcze dwa podobne zjawiska - w 2006 i 2021 roku. Ostatni z nich został wykryty w lipcu 2021 roku przez sondy kosmiczne NuSTAR i NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Analiza danych z tych obserwacji wykazała, że podczas rozbłysku w 2021 roku doszło do gwałtownego utwardzenia widma promieniowania rentgenowskiego, przy jednoczesnym spadku jasności układu. Zdaniem autorów badania, aby wyjaśnić to zjawisko, konieczne jest uwzględnienie w modelu dodatkowych składników absorpcyjnych lub emisyjnych. Sugeruje to, że akrecja w układzie EXO 2030+375 jest bardziej złożona niż w przypadku konwencjonalnej geometrii.

Układ EXO 2030+375 należy do podgrupy wysokomasowych układów podwójnych rentgenowskich zwanych BeXRB. Składają się one z gwiazd typu Be (niebiesko-białe gwiazdy emitujące linie wodorowe) oraz gwiazd neutronowych, w tym pulsarów. Większość takich układów charakteryzuje się słabą, lecz stałą emisją promieniowania rentgenowskiego, przerywana okresowymi rozbłyskami trwającymi kilka tygodni.

Gwiazda neutronowa w układzie EXO 2030+375 wykazuje pulsacje promieniowania rentgenowskiego z okresem około 43 sekund, a cały układ ma okres orbitalny wynoszący 46 dni. Odległość do układu szacowana jest na około 7800 lat świetlnych, choć niektóre dane wskazują na mniejszą odległość.

Gigantyczne rozbłyski, takie jak ten zaobserwowany w 2021 roku, są rzadkim i wciąż słabo zrozumianym zjawiskiem w tego typu układach. Zazwyczaj trwają one od kilku dni do kilku tygodni i mogą być związane z gwałtownymi zmianami w tempie akrecji materii na gwiazdę neutronową.

Autorzy badania sugerują, że aby lepiej zrozumieć mechanizm powstawania tych rozbłysków, konieczne są dalsze obserwacje i modelowanie zjawisk zachodzących w układzie EXO 2030+375. Szczegółowa analiza danych z różnych długości fal promieniowania elektromagnetycznego może dostarczyć cennych informacji na temat fizycznych procesów odpowiedzialnych za te niezwykłe wydarzenia.

Odkrycie to stanowi ważny krok w kierunku lepszego zrozumienia złożonej natury wysokomasowych układów podwójnych rentgenowskich i mechanizmów rządzących akrecją materii na gwiazdy neutronowe. Dalsze badania tego typu układów mogą również rzucić nowe światło na procesy zachodzące w ekstremalnych środowiskach bliskich gwiazd neutronowych i czarnych dziur.