В журнале Nature Astronomy 21 июня вышла статья Александры Велединой с большим числом соавторов, среди которых сотрудники ИКИ РАН и радиоастрономы САО РАН. В статье "Cygnus X-3 обнаружен IXPE как галактический сверхъяркий рентгеновский источник" идет речь о знаменитом микроквазаре Лебедь X-3, гигантские вспышки которого уже много лет исследуются в наблюдениях на радиотелескопе РАТАН-600.

Оригинальность и в какой-то степени полемичность исследований на новом европейском рентгеновском спутнике IXPE (Измеритель рентгеновской поляризации) заключается в том, что измерения в 2019 году показали, что если бы объект был повернут по лучу зрения, то по ключевому свойству - рентгеновской светимости, он должен бы принадлежать к относительно недавно выделенной во внешних галактиках группе сверхярких рентгеновских источников (так называемым ULX-объектам), природа которых до сих пор вызывает многочисленные дискуссии. Отметим только, что это могут быть или активные нейтронные звезды, или аккрецирующие черные дыры в составе тесных двойных звездных систем. Стоит заметить, что в нашей обсерватории С.Н. Фабрика с коллегами много лет успешно исследует ULX-объекты.

Авторы статьи отмечают, что было сделано серьезное открытие на основе оригинальной рентгеновской поляриметрии, много дающее для нашего понимания аккрецирующих источников.

Известно, радиационное давление может препятствовать аккреции вещества компактными объектами, если их светимость превышает критическое значение, известное как предел Эддингтона. Обнаружение в космосе сверхярких рентгеновских источников показало, что аккреция может продолжаться, даже когда видимая светимость значительно превышает этот предел. Тогда высокая видимая яркость может быть достигнута за счет геометрического перераспределения излучения за счет сильного истечения.

С помощью нового аппарата IXPE впервые была измерена высокая (>20%) линейная поляризация рентгеновского излучения в двойной звезде Лебедь X-3 (Cyg X-3), которая фактически не зависела от энергии, а вектор поляризации был ортогонален направлению вытянутой структуры радиоизлучения, измеренной методами радиоинтерферометрии. Эти свойства однозначно указывают на наличие коллимированного потока вещества (джета) из центральных областей микроквазара Cyg X-3, причем угол его полураскрыва не превышает 15 градусов.

Подчеркнуто, что источник может стать космической лабораторией для изучения режима сверхкритической аккреции в далеких объектах.

Стоит отметить, что в марте этого года С.А. Трушкин с коллегами зарегистрировали мощную (15 Ян) радиовспышку от Cyg X-3, которая коррелировала с гамма-излучением высоких энергий, измеренным от объекта с помощью космической обсерватории Fermi, что указывает на общий источник излучения для столь далеко разнесенным по частоте диапазонам электромагнитного спектра.

Рис. 1. Изменение во времени потока и поляризации для основного наблюдения IXPE. (А) Общая интенсивность в диапазоне энергий 2-8 кэВ, распределенная по временным интервалам в 500 с. Значения Параметра PD (B) и параметра PA (C) усредняются по одной орбите в соответствии с эфемеридами, определенным Черепащуком и др. Пунктирные горизонтальные линии представляют собой средние значения. (D) Коэффициент жесткости , определяемый как отношение разницы в скоростях счета IXPE в диапазонах энергий 4-8 и 2-4 кэВ к их сумме за 1000 секунд. Чередующиеся вертикальные полосы обозначают разные орбиты.

Рис. 2. Спектральное распределение энергии излучения по всему диапазону.

Рис. 3. Состояние источника на диаграмме "Рентгеновский поток - Радиопоток".

Опубликовано:
Veledina A. et al., Nature Astronomy, Advanced Online Publication, 2024 (https://www.nature.com/articles/s41550-024-02294-9)