Свет далёкого маяка гаснет не сразу: сначала ярко вспыхивает, а потом медленно уходит в темноту. Так ведёт себя рентгеновский пульсар 4U 0115+63 — нейтронная звезда, которая время от времени разгорается, когда на неё падает газ с соседней обычной звезды. Нейтронная звезда — это остаток взорвавшейся массивной звезды, сжатый до размеров города, с магнитным полем в миллиарды раз сильнее земного. Вспышки такого пульсара длятся недели или месяцы, а потом он затихает.
Группа астрономов с помощью космического телескопа NICER впервые проследила весь путь угасания 4U 0115+63 — от яркой фазы до полного покоя. Раньше считалось, что затухание объясняется «эффектом пропеллера»: магнитное поле звезды раскручивает газ и отбрасывает его прочь, как лопасти вентилятора. Но новые данные показывают другое. Газовый диск вокруг звезды просто остывает и перестаёт течь внутрь — как остывший чай перестаёт испускать пар. Звезда при этом продолжает светиться ещё долго, медленно отдавая накопленное тепло.
Такая картина хорошо описывается моделью тепловой неустойчивости диска — той же самой, что объясняет вспышки у обычных, немагнитных двойных систем. Учёные применили эту модель к целому набору рентгеновских пульсаров с разными параметрами и получили согласие с наблюдениями. Это значит, что для объяснения затухания не нужен эффект пропеллера как главный механизм. Зато сам факт затухания позволяет оценить силу магнитного поля звезды — по тому, насколько быстро она гаснет.
Так далёкий маяк, погасший после вспышки, рассказал о своих скрытых свойствах. Его свет, уходящий в темноту, оставил после себя не только изображение, но и ключ к магнитной силе, которую иначе не измерить.
как её написали авторы, на английском arXiv:2608.10733v1
The final stages of outbursts in transient X-ray pulsars (XRPs), which are characterised by a significant decline in the mass accretion rate, provide valuable insight into the physics of the accretion disc and its interaction with the strong magnetic field of the neutron star (NS). In particular, the `propeller effect', or centrifugal inhibition of accretion, has been proposed as a key mechanism governing both the onset luminosity and the timescale of the rapid transition to the quiescent state. In addition, it offers an independent method for estimating the magnetic field strength of the NS. On the other hand, the decrease in the mass accretion rate itself is driven by processes occurring in the accretion flow at larger distances from the NS. Recovering the information encoded in the light curve therefore requires sensitive high-cadence X-ray monitoring capable of capturing the rapid and often unpredictable transition from the accreting regime to the quiescent regime. In this study, we present the results of the first comprehensive monitoring campaign that tracks the entire transition to quiescence in the transient XRP 4U 0115+63 utilising observations by the NICER X-ray telescope. We show that the observed behaviour can be explained by the thermal-viscous disc instability model (DIM), with the emission observed immediately after an outburst possibly arising from the ongoing accretion from the recombined (`cold') disc and the subsequent quiescent emission being produced by the cooling NS. We further applied this model to a larger sample of XRPs encompassing a broad range of physical parameters. Ultimately, our findings indicate that the temporal behaviour of XRPs, including the quiescent state, can be consistently explained within the DIM framework without requiring the propeller effect as the primary mechanism governing the observed transition.
Нейтронная звезда 4U 0115+63 вращается вокруг своей оси за 3,6 секунды — это один из самых медленных известных рентгеновских пульсаров.
В сериале «Звёздный путь» нейтронные звёзды часто служат навигационными маяками для космических кораблей — как и в реальности, их периодические сигналы помогают определять положение в пространстве.