|
|
Обнаружение пяти гигантских вспышек микроквазара Cyg X-3 в 2024 |
English version |
|
Исследования физических процессов вблизи черных дыр (ЧД) звездных масс проводятся в исследованиях рентгеновких двойных систем (РДС), в состав которых входят ЧД и обычные звезды главной последовательности. В условиях интенсивного перетекания вещества с этих звезд или из-за мощного звездного ветра, или из-за заполнения звездой своей полости Роша вокруг ЧД образуется горячий аккреционный диск, который светится в рентгеновском диапазоне. Часть падающего на ЧД вещества уходит за ее горизонт событий, но часть выбрасывается из системы с релятивисткой скороcтью, в результате чего формируются коллимированные оттоки вещества по обе стороны от диска — струйные выбросы или джеты. В них происходит ускорение тепловых электронов до ультрарелятивистских скоростей (99% от скорости света) и именно эти электроны иcпускают яркое синхротронное излучение (СИ) в радиодиапазоне от миллиметровых до метровых волн. Причем это СИ является сильно переменным из-за разного рода нестационарных явлений, связанных с условиями аккреции на ЧД. РДС с джетами получили название микроквазаров по аналогии с мощными внегалактическими источниками с джетами — квазарами. Одним из самых удивительных микроквазаров является система Cyg X-3 в составе ЧД и массивной звезды Вольфа-Райе. Редко и нерегулярно этот микроквазар становится самым ярким радиоисточников на небе, превышая по потоку большинство далеких квазаров. Мощное вспышечное радиоизлучение от струйных выбросов — главный индикатор активности Сyg X-3.
В 2024 году в ходе многочастотного (1-30 ГГц) мониторинга на радиотелескопе РАТАН-600 мы зарегистрировали пять гигантских (с потоком выше 10 Ян) вспышек от рентгеновской двойной Cyg X-3. Такая активность объекта довольно редка, если не сказать, уникальна, например, в 2021-2023 годах не было зарегистрировано ни одной вспышки. Начало всех пяти вспышек было однозначно связано с регистрацией значимого гамма-излучения в диапазоне 0.1-300 ГэВ (данные космической обсерватории Fermi). С другой стороны, все вспышки произошли во время перехода системы из гипер-мягкого рентгеновского состояния в жесткое состояние, то есть когда от почти нулевого значения поток жесткого рентгеновского излучения (15-50 кэВ) заметно поднимался, а поток мягкого излучения 4-10 кэВ (данные японской установки MAXI на МКС) падал. Такое поведение мы объясняем в рамках физической картины с меняющимся и, как недавно было выяснено (Veledina et al., 2024), сверхкритическим темпом аккреции вещества на черную дыру, вариациями состояния короны и аккреционного диска и изменениями процесса коллимации струйных выбросов. Хотя радиовспышки эволюционировали на разной шкале от 10 до 60 дней, они обладали похожими свойствами: вначале поток рос линейно от времени, а радиоизлучение было оптически толстым на частотах ниже 2 ГГц, после максимума вспышки происходило экспоненциальное затухание с постепенным «смягчением» спектра (спектральный индекс менялся от -0.1 до -0.9 на высоких частотах). На рис.1 из кривых блеска Cyg X-3 в гамма-лучах и в радиодиапазоне ясно видно, что гамма-излучение коррелирует с началом радиовспышек, и задержка меньше одного дня. На рис.2 представлены спектры начала вспышки в марте-апреле с характерным завалом на частотах ниже 3 ГГц, вероятно обусловленным или синхротронным самопоглощением или тепловыми электронами в джетах. Все вспышки были исследованы в новом режиме быстрых перестановок на антенной системе Южный сектор с плоским отражателем РАТАН-600 САО РАН на двух частотах 4.7 и 8.2 ГГц. Впервые удалось обнаружить и исследовать спектральную и временную переменность Cyg X-3 на временах от 9 до 300 минут.
Опубликовано:
|
