Ученые из Казанского федерального университета и Института космических исследований РАН совместно с коллегами из Германии изучили, как соотносятся рентгеновские спектры систем некоторых белых карликов с другими их параметрами. В итоге им удалось подсчитать скорость, с которой часть из этих белых карликов поглощает вещество.
Структура промежуточного поляра
© Wikimedia Commons
Некоторые белые карлики во Вселенной являются частью промежуточных поляров. Так называют системы, чья поляризация излучения занимает промежуточное положение между стандартными системами и полярами (система из белого карлика и обычной звезды, но без аккреционного диска). Характерной особенностью промежуточных поляров является аккреционный диск. Он состоит из вещества второго светила системы — как правило, обычной звезды. Аккреционный диск постоянно разрушается магнитным полем белого карлика так, что в нем образуется аккреционная воронка.
Из-за процессов в аккреционном диске от промежуточных поляров идет крайне интенсивное рентгеновское излучение — перегретое вещество диска неизбежно излучает в этом диапазоне. Наблюдать за промежуточными полярами сложно, так как аккреционный диск частично блокирует возможность таких наблюдений.
Авторы новой работы предложили получать данные о белых карликах в промежуточных полярах с помощью анализа рентгеновского излучения от самих аккреционных дисков. Оно может иметь двоякую природу — исходить как от нагретых частиц диска, так и быть тормозным рентгеновским излучением. Это явление возникает тогда, когда частица из аккреционного диска тормозится в электромагнитном поле вокруг белого карлика еще до попадания на его поверхность, отдавая избыток энергии в виде тормозного излучения. Последнее поглощается газом, окружающим белый карлик, и этот газ, соответственно, переизлучает с несколько меньшей длиной волны.
Исследователи использовали данные космических рентгеновских телескопов NuSTAR и Swift/BAT, чтобы по полученным ими спектрам 45 промежуточных поляров попытаться установить их параметры. Для уточнения массы белых карликов применялись данные наблюдений космического телескопа Gaia. Энергия рентгеновских фотонов, исходящих от промежуточных поляров, зависит главным образом от соотношения их массы и радиуса. Зная массу, авторы смогли довольно точно определить радиус магнитосферы этих белых карликов и скорость, с которой они поглощают вещество из аккреционного диска (его внутренний радиус задается в основном радиусом магнитосферы).
В результате выяснилось, что большинство изученных промежуточных поляров поглощают вещество примерно на одну миллиардную массу Солнца в год и при этом имеют магнитные поля в диапазоне от одного до десяти миллионов гаусс. Их средняя масса при этом равна 0,79 +/- 0,16 масс Солнца.
Работа имеет важное значение: она впервые позволяет оценить целый ряд параметров белых карликов в двойных системах посредством принципиально нового источника информации — спектра рентгеновского излучения из их окрестностей. Из скорости поглощения вещества белыми карликами следует, что они могут существовать как часть промежуточного поляра очень долго, так как набор массы идет достаточно неспешно. Кроме того, она показывает, что магнитные поля у этих объектов примерно в миллион раз сильнее земных, что должно влиять на эволюцию подобных тел в целом.
Статья направлена на публикацию в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а с ее препринтом можно ознакомиться на сайте Корнелльского университета.
Источник: chrdk.ru
