Космический телескоп Einstein Probe (EP) зарегистрировал необычное рентгеновское событие, которое оказалось мощной вспышкой рентгеновского излучения от сравнительно близкой звезды типа K. Это наблюдение расширяет знания о динамике магнитной активности звёзд, подобных нашему Солнцу, и показывает, насколько многообразны процессы, происходящие на звёздных поверхностях в галактике.
Что зарегистрировал Einstein Probe
Einstein Probe — это космическая обсерватория, предназначенная для мониторинга мягкого рентгеновского неба и обнаружения быстрых, кратковременных источников излучения. В сентябре 2024 года EP с помощью широкопольного рентгеновского телескопа (Wide-Field X-ray Telescope, WXT) зафиксировал кратковременное рентгеновское событие, которое получило обозначение EP J2322.1-0301.
Анализ данных показал, что источник этого события — ближайшая к нам звезда PM J23221-0301, удалённая от Земли примерно на 150,7 световых лет.
Характеристики звезды PM J23221-0301
PM J23221-0301 относится к спектральному классу K, что означает, что она:
- примерно на 30 % меньше и легче Солнца;
- имеет эффективную температуру поверхности около 4 055 K;
- находится на этапе главной последовательности звёздной эволюции;
- оценивается в возрасте около 1,2 млрд лет.
Ранее звезда уже была известна как источник слабого рентгеновского излучения, и периодически её яркость в оптическом диапазоне наблюдалась как неустойчивая, что свидетельствовало о возможной магнитной активности. Именно поэтому исследователи включили её в программу мониторинга EP и других обсерваторий.
Природа и параметры рентгеновской вспышки
Событие EP J2322.1-0301 оказалось классическим звездным рентгеновским флэром — резким увеличением излучения, связанного со скоростными изменениями магнитного поля на поверхности звезды. Такое явление возникает, когда магнитная энергия внезапно высвобождается, разгоняя электроны до околосветовых скоростей. В результате происходит интенсивное излучение во всём спектре, в том числе в рентгеновском диапазоне.
Основные параметры зарегистрированной вспышки:
- общая длительность — примерно 2 часа;
- время нарастания — около 0,4 часа;
- время затухания — около 1,6 часа;
- максимальная рентгеновская светимость в диапазоне 0,5–4,0 кэВ — порядка 13 нониллионов эрг/с (10^27 эрг/с);
- общее выделение энергии — порядка 91 дециллион эрг (10^31 эрг).
Такие значения укладываются в диапазон, характерный для мощных магнитных вспышек на активных звёздах, что подтверждает их связь с известными процессами звездной активности.
Подтверждение природы вспышки
Связь рентгеновского события с PM J23221-0301 установлена благодаря нескольким фактам:
- пространственное совпадение — положение рентгеновского источника согласуется с координатами звезды в пределах погрешности 20 угловых секунд;
- форма кривой светимости соответствует профилю «быстрый подъём — экспоненциальное затухание» (fast-rise-exponential-decay, FRED), характерному для звездных флэров;
- спектроскопия в оптическом диапазоне показала временные изменения, связанные с линейной эмиссией водорода (Hα), что также типично для вспышечной активности;
- оценённая энергетика не выходит за рамки, известные из других наблюдаемых звездных вспышек.
Эти факты позволяют с высокой степенью уверенности отнести событие к звёздной магнитной вспышке, а не к другим возможным источникам рентгеновских транзиентов.
Значение наблюдения
Регистрация рентгеновских вспышек на относительно близких звёздах имеет практическое и научное значение:
- Изучение магнитной активности звёзд:
Флэмы являются результатом магнитных процессов, и их наблюдения помогают уточнять модели магнитного поля, корональной плазмы и ускорения частиц в звёздах. - Понимание воздействия на околозвёздную среду:
Мощные вспышки способны влиять на условия в околозвёздной среде, включая потенциально обитаемые зоны планетных систем, если таковые существуют. - Развитие инструментов и методов наблюдения:
Einstein Probe демонстрирует способность выявлять короткие и быстрые рентгеновские события, что расширяет спектр астрономических явлений, доступных исследованиям. - Сравнительная астрофизика:
Сопоставление данных о вспышках на разных типах звёзд позволяет учёным выявлять общие закономерности и отличия в их поведении.
Контекст миссии Einstein Probe
Einstein Probe был запущен в январе 2024 года как орбитальный рентгеновский обзорщик с широким полем зрения и возможностью быстрого автоматического сопровождения обнаруженных транзиентов. Его задачи включают мониторинг событий короткой продолжительности, таких как гамма- и рентгеновские вспышки, а также более длительные транзиенты, связанные с экзотическими процессами во Вселенной.
Миссия уже зарегистрировала несколько интересных транзиентов, включая события, связанные с разрушением звёзд приливными силами, необычные рентгеновские вспышки с кратковременной длительностью и другие быстрые явления, ранее труднодоступные для наблюдений из-за их слабости или краткости.
Заключение
Наблюдение мощной рентгеновской вспышки от ближайшей звезды PM J23221-0301 с помощью Einstein Probe представляет собой значимый вклад в изучение динамических явлений в околозвёздной среде. Фиксация событий такого типа позволяет подробно исследовать магнитную активность звёзд, механизмы генерации плазмы и ускорения частиц, а также расширяет базу данных о характеристиках вспышек вне солнечной системы.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
