Международная группа астрономов совершила прорыв в изучении давно известной, но загадочной рентгеновской двойной системы. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Astronomy, объект, известный как Cygnus X-3 (Лебедь X-3), оказался скрытым сверхъярким источником рентгеновского излучения (ULX).
Рентгеновские двойные системы, состоящие из обычной звезды и компактного объекта (чёрной дыры или нейтронной звезды), представляют собой одни из самых энергетически мощных явлений во Вселенной. В нашей галактике обнаружено несколько сотен таких систем, которые отличаются высокоэффективным процессом выделения гравитационной энергии.
Система Лебедь X-3, обнаруженная в начале 1970-х годов, долгое время озадачивала учёных своим необычным поведением. Она периодически становилась одним из самых интенсивных радиоисточников в космосе, но через несколько дней тускнела или вовсе исчезала. Это явление, названное в 1973 году Робертом Хьельмингом (R.M. Hjellming) «астрономической загадкой Лебедя X-3», стимулировало ранние международные усилия по координации астрономических наблюдений.
Ключ к разгадке этой тайны был найден благодаря использованию спутника Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), запущенного NASA в декабре 2021 года. Доктор Александра Веледина (Alexandra Veledina), ведущий автор исследования из Университета Турку (Финляндия), объясняет: «Использование рентгеновского поляризованного "зрения" позволило нам лучше понять конфигурацию материи вокруг компактного объекта. Мы обнаружили, что он окружён оболочкой из плотного вещества. Свет, который мы наблюдаем, представляет собой отражение от внутренних стенок воронки, образованной окружающим газом, напоминющей чашу с зеркальной внутренней частью».
Это открытие привело к идентификации Лебедя X-3 как представителя класса сверхъярких источников рентгеновского излучения. Эти объекты поглощают вещество с такой огромной скоростью, что значительная его часть не попадает внутрь горизонта событий, а выбрасывается из системы.
Профессор Юри Путанен (Juri Poutanen), соавтор исследования, добавляет: «ULX обычно наблюдаются как светящиеся пятна на изображениях галактик. Их излучение усиливается за счёт фокусирующего эффекта окружающей воронки компактного объекта, действуя подобно мегафону. Однако из-за огромных расстояний, в тысячи раз превышающих размеры Млечного Пути, они кажутся рентгеновским телескопам относительно тусклыми. Наше открытие выявило яркий аналог этих далёких ULX в нашей собственной галактике».
Это открытие открывает новую главу в изучении экстремальных космических явлений и предоставляет возможность для более глубокого исследования процессов поглощения материи сверхмассивными объектами. Ожидается, что дальнейшие исследования Лебедя X-3 помогут учёным лучше понять природу ULX и их роль в эволюции галактик.