Астронет: М. Е. Прохоров/ГАИШ Новая загадка рентгеновского источника в RCW 103 http://variable-stars.ru/db/msg/1215035

Новая загадка рентгеновского источника в RCW 103
30.07.2006 16:59 | М. Е. Прохоров/ГАИШ, Москва

На наших глазах возникла новая астрофизическая загадка. Кто, как и когда ее разрешит?

RCW 103 – молодой остаток сверхновой в созвездии Наугольника. Его возраст около 2000 лет. Остаток удален от нас примерно на 6.5 Кпк. Рентгеновский источник в этом остатке был открыт рентгеновской орбитальной обсерваторией "Эйнштейн" в 1980 году и носит название 1E 161348-5055 (хотя чаше на него ссылаются как на "источник в RCW 103" или прост как на "источник в RCW 103").

Рентгеновских источников в остатках сверхновых известно достаточно много, в большинстве случаев это молодые горячие нейтронные звезды, испускающие тепловое излучение с максимумом в рентгеновском диапазоне. Но объект в RCW 103 имел интересную особенность: поток рентгена от него очень сильно менялся – на 1-2 порядка за несколько лет. Простая горячая нейтронная звезда так себя вести не могла.

Изменение среднего рентгеновского потока от источника RCW 103 за 1990-2004 гг. (слева) и его кривые блеска в 2001 и 2005 гг.(справа)

О природе этого источника много раз высказывались различные гипотезы. И вот новая загадка. У рентгеновского источника обнаружен период 6.67+/-0.03 часов (см. заметку С.Попова в еще не опубликованном 138-в выпуске обзоров astro-ph или оригинальный препринт astro-ph/0607173). В более ранних наблюдениях этого источника период так ясно виден не был.

Слева рентгеновское изображение остатка RCW 103 полученное XMM-Newton (слева) и кривая блеска источника (справа)

Что это может быть? Для периода можно предложить два объяснения: 1) осевой период вращения нейтронной звезды, 2) орбитальный период компактной двойной системы. Кроме того система могла быть одиночно или двойной, а в последнем случае сохранить двойственность при взрыве сверхновой или распасться. Сочетая эти возможности можно сразу предложить несколько моделей.

• Остаток порожден взрывом одиночной предсверхновой или двойной, распавшейся при взрыве. Рентгеновский источник – молодая нейтронная звезда, образовавшаяся. Тогда наблюдаемая периодичность связана с ее вращением и у этой модели сразу возникают две трудности. Во первых, очень большой период вращения, у молодых нейтронных звезд обычно наблюдаются миллисекундные, а не часовые периоды. Во вторых, эта модель не дает никаких объяснений для долговременной переменности рентгеновского потока.
• Система была двойной, распавшейся при взрыве, но мы наблюдаем старую нейтронную звезду, образовавшуюся, когда в системе взорвалась первичная изначально более массивная компонента, а наблюдаемый период – осевой. Эта звезда уже остыла, поэтому наблюдаемое рентгеновское излучение связано с аккрецией вещества из внутренних слоев оболочки сверхновой. Однако при распаде подобной системы нейтронные звезды приобретают пространственные скорости близкие к орбитальным, т.е. темп аккреции (и рентгеновская светимость) будет достаточно мал. Вторая проблема – очень большой период. Сегодня известны рентгеновские пульсары с периодом порядка 1000 секунд, который объясняется полем порядка 10¹³ Гс, для периода наблюдаемого в RCW 103, потребуются на порядок более сильные поля, т.е. это должен быть магнитар.
• Еще две модели повторяют предыдущие, но для двойных, переживших недавний взрыв сверхновой. Если период вызван осевым вращением нейтронной звезды, то при наблюдении с Земли он будет промодулирован орбитальным периодом, однако сегодня этот эффект лежит за пределами сегодняшней точности наблюдений. Эти модели имеют те же трудности, что и предыдущие.
• Компактный объект в RCW 103 двойной. Наблюдается рентгеновское излучение старой нейтронной за счет аккреции вещества оболочки, периодическая модуляция вызывается ее орбитальным движением, а долговременная переменность – неоднородностью оболочки. При умеренном эксцентриситете орбиты кривая блеска подобной системы может быть достаточно близкой к наблюдающейся. Однако данная модель требует более детального исследования, например, могла ли после взрыва предсверхновой образоваться компактная система с таким коротким периодом?

Думаю, что эта система принесет нам еще много интересного.