Новые ключи к разгадке HESS J0632+057: взаимодействие пульсара и диска в гамма-двойной системе

Международная команда астрономов провела многоканальные наблюдения за гамма-двойной системой HESS J0632+057. Результаты исследования, опубликованные 31 июля на сервере препринтов arXiv, проливают новый свет на природу этого загадочного объекта.

Гамма-двойные системы состоят из массивной звезды спектрального класса OB и компактного объекта — нейтронной звезды или чёрной дыры. Некоторые из них испускают значительное излучение в очень высокоэнергетическом диапазоне (ТэВ) и называются ТэВ-гамма-двойными. Взаимодействие компонентов таких систем порождает экстремальные астрофизические процессы, однако их редкость затрудняет изучение. Новые данные о HESS J0632+057 могут стать ключом к пониманию их физики.

HESS J0632+057, обнаруженная в 2007 году на расстоянии около 4560 световых лет от Земли, содержит звезду типа Be с диском истечения, в то время как природа компактного компаньона остаётся неясной. Предполагается, что это пульсар — быстро вращающаяся нейтронная звезда. Орбитальный период системы оценивается в 310–320 дней. Ранее наблюдались рентгеновские и ТэВ-вспышки, что связывают с прохождением пульсара через диск звезды.

Чтобы детальнее изучить это взаимодействие, группа астрономов под руководством Джэгуна Парка из Национального университета Чунгбук (Южная Корея) провела наблюдения в оптическом (SALT), рентгеновском (Swift, NuSTAR) и гамма-диапазонах (VERITAS).

Анализ данных выявил орбитальную переменность рентгеновского спектра: в фазе 0.3–0.4 орбиты зафиксировано усиление поглощения, что согласуется с архивными данными. Это соответствует моменту пересечения пульсаром диска звезды. Ширина фазовых интервалов увеличения потока и плотности водорода составила около 0.1, что указывает на угол раскрытия диска ≈36° (при условии круговой орбиты).

Рентгеновское излучение в фазе взаимодействия демонстрировало как кратковременную (менее трёх дней), так и долговременную переменность. Последняя, вероятно, отражает изменение размера диска, а кратковременные всплески — неоднородности его структуры. Кроме того, зарегистрированы ТэВ-вспышки, которые, по мнению учёных, вызваны комбинацией механизмов ускорения частиц.

Значение и перспективы

Полученные результаты позволяют уточнить модели взаимодействия пульсаров с дисками звёзд-компаньонов. HESS J0632+057 остаётся одной из немногих известных ТэВ-гамма-двойных, где такие процессы можно изучать напрямую. В будущем планируется продолжить мониторинг системы, чтобы отследить динамику диска и проверить гипотезу о связи его неоднородностей с высокоэнергетическими вспышками.