Телескоп TESS раскрыл секреты рентгеновской двойной системы с черной дырой

Международная группа астрономов под руководством Альяны Юсино из Городского колледжа Нью-Йорка с использованием данных космического телескопа НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) обнаружила, что телескоп, изначально созданный для поиска экзопланет, случайно зафиксировал начало мощной вспышки рентгеновской двойной системы с черной дырой AT 2019wey. Результаты этих наблюдений, которые помогают лучше понять природу подобных систем, были опубликованы на сервере препринтов arXiv.

Запущенный в космос в 2018 году телескоп TESS изначально проводил исследование около 200 000 ярких звезд вблизи Солнца с целью поиска транзитных экзопланет. Однако в рамках своей расширенной миссии он также изучает все типы объектов, изменяющих свою яркость, от близлежащих астероидов до пульсирующих звезд и далеких галактик со сверхновыми.

В конце 2019 года в ходе такого поиска TESS случайно обнаружил необычный объект, который оказался рентгеновской двойной системой с черной дырой, известной как AT 2019wey. Эта система была впервые зафиксирована широкоугольным обзором неба Zwicky Transient Facility (ZTF) и оптическим обзором ATLAS. Подобные двойные системы состоят из черной дыры и вращающейся вокруг нее звезды-компаньона, обычно маломассивной эволюционировавшей звезды.

AT 2019wey наблюдался телескопом TESS в секторе 19, причем полнокадровые изображения получались с 30-минутным интервалом. Телескопу удалось запечатлеть начальные этапы вспышки — от двух дней до вспышки до 25 дней после нее. Благодаря этому TESS обеспечил самые высокоразрешенные оптические наблюдения фазы нарастания среди всех известных систем BHXRB.

Как отмечает группа астрономов во главе с Альяной Юсино: «Источник наблюдался телескопом TESS в момент начала вспышки, что позволило зафиксировать его рост с высокой фотометрической точностью и практически непрерывным 27-дневным наблюдением». В результате было установлено, что вспышка AT 2019wey началась 26 ноября 2019 года и имела степенной показатель возрастания приблизительно 0,74. Выяснилось, что полученное время начала вспышки предшествует первому обнаружению AT 2019wey приборами ZTF и ATLAS.

Астрономы также сравнили оптические данные TESS с результатами, полученными с помощью телескопа MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image) на Международной космической станции. Они обнаружили, что увеличение рентгеновской яркости AT 2019wey также началось до первого обнаружения с помощью телескопов ZTF и TESS.

По мнению авторов статьи, это предполагает сценарий вспышки «изнутри наружу» для AT 2019wey, при котором термическая нестабильность начинается во внутреннем аккреционном диске двойной системы, а затем распространяется наружу. Интересно, что предыдущие наблюдения AT 2019wey с помощью ZTF выявили возможную периодическую высокочастотную модуляцию с периодом 1,3 часа на фазе затухания кривой блеска. Команда Юсино попыталась подтвердить это открытие с помощью TESS, однако не обнаружила значительных периодических модуляций, превышающих амплитуду 0,48 миллиджанских единиц и соответствующих периодам от одного часа до 14 дней.

Таким образом, случайное наблюдение телескопа TESS позволило впервые с беспрецедентной точностью зафиксировать самую раннюю фазу роста вспышки в рентгеновской двойной системе с черной дырой. Отсутствие подтвержденной периодической модуляции в данных TESS ставит под сомнение предыдущие выводы о высокочастотных колебаниях, а предложенный сценарий вспышки «изнутри наружу» уточняет физические механизмы, управляющие поведением аккреционных дисков вокруг черных дыр.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях