Астрономы из Китая изучили необычную активность чёрной дыры в системе SLX 1746–331

Под руководством Цзин-Цяна Пэна группа китайских исследователей из Китайской академии наук (CAS) провела углублённый анализ спектральных и временных характеристик рентгеновской двойной системы SLX 1746–331, в которой находится чёрная дыра, исчерпавшая долгий период покоя в 13 лет яркой вспышкой в 2023 году.

Результаты их изучения выявили ряд необычных свойств поведения объекта и позволили уточнить его физические параметры.

Рентгеновские двойные системы представляют собой пары, состоящие из компактного объекта, такого как нейтронная звезда или чёрная дыра, и звезды-компаньона, вещество которой переходит к этому объекту. В зависимости от массы звезды, такие системы делятся на низкомассивные (LMXB) и высокомассивные (HMXB). Обнаруженная в 1985 году SLX 1746–331 классифицируется как LMXB-транзиент с чёрной дырой и находится на расстоянии примерно 35 200 световых лет от нас. Спустя период затишья с 2010 года, в 2023 году система снова проявила активность.

В процессе наблюдений учёные применяли китайский спутник Insight-HXMT, а также американские обсерватории NICER и NuSTAR. Проведённые измерения показали, что в отличие от других транзиентных систем, SLX 1746–331 на протяжении всей вспышки оставалась в «мягком» состоянии, где доминирует излучение аккреционного диска, даже при значительном уменьшении светимости, в 500 раз ниже максимального значения. Это противоречит классическим моделям, где ожидается переход из «жёсткого» состояния с преобладанием коронального излучения в «мягкое».

Одним из ключевых открытий стало обнаружение значительной отражательной компоненты в данных NuSTAR: излучение из самой внутренней области диска, по всей видимости, освещало свои же внешние слои. Термический спектр системы продемонстрировал связь между непоглощённым потоком излучения от аккреционного диска и его внутренней температурой, даже при светимостях, на два порядка ниже пиковых.

Расчёты показывают, что масса компактного объекта составляет около 5,5 солнечных масс, а значения спина и угла наклона его оси составляют 0,85 и 53 градуса соответственно. Внутренний радиус аккреционного диска во время вспышки колебался от 5,8 до 11,7 км, что близко к радиусу самой внутренней устойчивой круго́вой орбиты (ISCO). Эти данные подтверждают, что субстанция диска постепенно приближалась к чёрной дыре, не переходя в состояниезахвата.

Неповторимость вспышки SLX 1746–331 ставит многие вопросы касательно механизмов аккреции в экстремальных условиях. Дальнейшее изучение таких аномальных проявлений позволит углубить понимание механизмов взаимодействия чёрных дыр с аккреционными дисками и расширить знания о природе рентгеновских двойных систем.

Источник: iXBT