Астрономи роздивилися вітри, що вирують в акреційному диску навколо нейтронної зорі у системі Геркулес X-1. Його форма дозволила побачити, як вітри змінюють потоки на різних висотах. Вчені сподіваються таким чином уточнити механізм, який відповідає за їхній запуск в акреційних дисках. Робота опублікована у Nature Astronomy.
Художнє зображення системи Геркулес X-1. Jose-Luis Olivares, MIT. Based on an image of Hercules X-1 by D. Klochkov, European Space Agency
Що це за вітри?
Коли нейтронна зоря або надмасивна чорна діра активно відбирає матеріал, наприклад, сусіднього світила, навколо неї утворюється структура з пилу і газу — акреційний диск —, всередині якого вирують потужні вітри. У системах з надмасивними чорними дірами такі вітри можуть впливати і на еволюцію всієї галактики.
Однак, попри те, що явище дискових вітрів астрономам відоме вже кілька десятиліть, точно невідомо, чи провокуються вони магнітними силами, тепловим випромінюванням або іншими механізмами. Аби краще зрозуміти, що відбувається в акреційних дисках, астрономи вирішили дослідити систему Геркулес X-1, де у сонцеподібної зорі відбирає матеріал нейтронна зоря, оточена яскравим акреційним диском.
Геркулес X-1 — це яскраве джерело рентгенівського випромінювання, що виникає через взаємодію між нейтронною зорею та її компаньйонкою. Астрономи назвали систему ідеальним кандидатом для дослідження дискових вітрів, адже акреційний диск навколо нейтронної зорі для спостерігача видно майже з ребра. Крім того, він коливається при обертанні, що дає можливість спостерігати, як вітри змінюються з висотою. До спостережень залучили рентгенівські телескопи XMM-Newton та «Чандра».
Які вітри вирують у Геркулес X-1 ?
Спільні та окремі спостереження телескопів принесли астрономам достатньо даних про структуру акреційного диска та магнітосферу системи, аби вони могли відтворити вітри у ній. Аналізуючи рентгенівське випромінювання Геркулес X-1, астрономи оцінили температуру, густину, швидкість та вертикальну структуру вітрів на різній висоті в акреційному диску.
З'ясувалося, що вітри прецесують разом з диском, а зі збільшенням висоти холоднішають та стають грудкуватими і поривчастими, зменшуючи свою густину на більшій відстані від зорі.
Результати науковців зійшлися з ранішими статистичними дослідженнями дискових вітрів. Вони сподіваються, що знайдуть більше зручних для спостереження систем з акреційними дисками, щоб оцінити вітри й у них.