Используя спутник ESA XMM-Newton и космический корабль NASA Chandra, международная группа астрономов исследовала своеобразное поведение квазипериодических извержений (QPE) в активной галактике, известной как GSN 069. Результаты исследования, опубликованные 15 июля на arXiv.org, помогли пролить свет на природу этого явления.
Рентгеновские квазипериодические извержения (QPE) — недавно открытое явление, связанное со сверхмассивными черными дырами в центрах галактик. Это экстремальные высокоамплитудные всплески рентгеновского излучения, повторяющиеся каждые несколько часов и возникающие вблизи центральных сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик.
Активная галактика GSN 069, расположенная примерно в 250 миллионах световых лет от нас в созвездии Скульптора, впервые была обнаружена в 2010 году с помощью XMM-Newton. Центральная черная дыра этой галактики имеет массу около 400 000 масс Солнца.
Наблюдения XMM-Newton за GSN 069, проведенные в декабре 2018 года, показали, что кривая блеска в рентгеновском диапазоне -ts демонстрирует высокоамплитудные короткоживущие рентгеновские вспышки, повторяющиеся каждые девять часов. Было обнаружено, что эти QPE вызывают увеличение скорости счета рентгеновского излучения до двух порядков в самых жестких энергетических диапазонах.
Теперь, чтобы лучше понять природу всплесков GSN 069, группа астрономов во главе с Джованни Миниутти из Испанского центра астробиологии в Мадриде, проанализировала данные XMM-Newton и Chandra, собранные в период с 2010 по 2021 год.
«В этой работе мы представляем результаты, полученные в результате 12 точечных рентгеновских наблюдений GSN 069 (11 с помощью XMM-Newton и 1 с помощью Chandra), и обсуждаем краткосрочные и долгосрочные свойства как QPE, так и непрерывного (спокойного) излучения за последние 11 лет», — сообщают исследователи.
Исследование подтвердило, что QPE в GSN 069 являются временным явлением. Первое QPE в этой галактике было идентифицировано 24 декабря 2018 г., а последнее - в январе 2020 г. Эти извержения имели общую продолжительность от 1 до 5,5 лет.
Оказалось, что QPE, измеренные в полосах высоких энергий, сильнее, достигают пика раньше и имеют меньшую продолжительность, чем при измерении при более мягких энергиях. Было обнаружено, что изменчивость уровня покоя в наблюдениях с QPE демонстрирует квазипериодические колебания (QPO) со средним временем повторения, зависящим от наблюдения.
Исследование также показало, что, начиная с последнего наблюдения, во время которого были обнаружены QPE, рентгеновское излучение GSN 069 значительно увеличило яркость, достигнув второго пика примерно через 10–11 лет после первого обнаружения рентгеновского излучения.
Астрономы пришли к выводу, что свойства QPE GSN 069 вместе с долговременной рентгеновской эволюцией могут быть объяснены сценарием, в котором двойная система, состоящая из двух белых карликов, захватывается сверхмассивной черной дырой, чьи приливные силы выбрасывают одного из них, в то время как другой образует двойную систему на орбите с большим эксцентриситетом с сверхмассивной черной дырой.
«Уцелевший белый карлик все еще находится на орбите с большим эксцентриситетом, которая сжимается из-за потерь энергии и углового момента, и через несколько лет после первоначального события, похожего на TDE (событие приливного разрушения), переполняет свою собственную полость Роша в каждом перицентре. Последующие события приливной зачистки вызывают наблюдаемые QPE (по одному на каждый эпизод массопереноса в перицентре)», — объяснили исследователи.
0 
