Международная команда астрономов под руководством Дираджа Пашама из Института астрофизики и космических исследований имени Кавли при Массачусетском технологическом институте завершила исследование устойчивости квазипериодических извержений (QPE) источника eRO-QPE2. Согласно результатам, опубликованным 1 ноября на сервере препринтов arXiv, квазипериодические извержения из этого источника демонстрируют стабильность на протяжении более трёх с половиной лет.
Квазипериодические извержения представляют собой кратковременные, интенсивные рентгеновские вспышки, возникающие на фоне стабильного рентгеновского потока вблизи сверхмассивных чёрных дыр (СМЧД) в галактических ядрах. Эти извержения отличаются от стандартных квазипериодических колебаний (QPO), которые обычно демонстрируют более мягкую синусоидальную модуляцию. QPE становятся особенным объектом изучения, так как позволяют понять природу процессов вокруг чёрных дыр.
Источник eRO-QPE2, впервые зафиксированный в 2021 году с помощью телескопа eROSITA на российско-немецкой обсерватории «Спектр-РГ», связан с галактикой 2MASX J02344872-4419325. Его красное смещение составляет 0,0175, что указывает на удалённость объекта от Земли. Дополнительные наблюдения с использованием спутника XMM-Newton Европейского космического агентства подтвердили наличие QPE в eRO-QPE2. Светимость этих извержений колеблется в диапазоне от 0,12 до 1,2 тредециллиона эрг/с в энергетическом спектре от 0,5 до 2 кэВ. Средняя продолжительность подъёма и спада извержений составляет около 27 минут, при этом пики извержений разделены интервалом в 2,4 часа и имеют рабочий цикл на уровне 19%.
В рамках нового исследования команда Пашама изучила долгосрочную эволюцию eRO-QPE2 на основе данных XMM-Newton, собранных в период с августа 2020 по февраль 2024 года. Результаты показали, что параметры QPE, такие как пиковая светимость, температура вспышек, а также уровень и температура покоя, сохраняли стабильность на протяжении всего периода наблюдений, который составил 3,5 года. Средний интервал повторения QPE, составляющий 2,35 часа, оставался практически неизменным с 2022 по 2024 годы, хотя был зафиксирован небольшой спад — около шести минут — между августом 2020 и июнем 2022 года.
Эта стабильность выделяет eRO-QPE2 среди других известных источников QPE, которые, как правило, показывают снижение интенсивности извержений и спокойного потока в течение длительных периодов наблюдений. Благодаря короткому времени повторения извержений eRO-QPE2 прошёл через большее количество циклов, чем большинство подобных систем, что ещё больше подчёркивает его уникальность.
Исследователи предполагают, что извержения QPE могут быть связаны с маломассивным белым карликом, массой около 0,18 солнечных масс, который частично сбрасывает материал в результате приливного взаимодействия с массивной чёрной дырой массой около 230 000 солнечных масс. Однако для подтверждения этой гипотезы потребуются дальнейшие наблюдения и анализ.
Данное исследование проливает свет на свойства и эволюцию квазипериодических извержений, что может способствовать пониманию физики процессов, происходящих в окрестностях сверхмассивных чёрных дыр в ядрах галактик. Астрономы отмечают, что продолжение наблюдений и более глубокий анализ данных помогут уточнить модели и гипотезы, связанные с этим явлением.