Когда газ под действием мощной гравитации падает на компактный объект, такой как нейтронная звезда или черная дыра, этот процесс, называемый аккрецией, сопровождается испусканием электромагнитных волн. Высокочувствительные наблюдения позволили обнаружить объекты с чрезвычайно высокой рентгеновской светимостью. Одно из возможных объяснений такой ультрасветимости заключается в том, что огромное количество газа попадает на компактный объект в результате так называемой «сверхкритической аккреции». Однако механизм сверхкритической аккреции до сих пор остается не до конца изученным.
В центре внимания исследовательской группы оказалась нейтронная звезда P13, расположенная в галактике NGC 7793, примерно в 10 миллионах световых лет от Земли. Этот объект известен тем, что находится в состоянии сверхкритической аккреции. Когда газ оседает на нейтронной звезде, он образует столбчатую структуру, известную как «аккреционный столб», над её магнитными полюсами. Предполагается, что именно из этих столбов исходит интенсивное рентгеновское излучение. Вращение нейтронной звезды при этом вызывает периодические, или когерентные, рентгеновские пульсации, которые можно зафиксировать. Предыдущие исследования показали, что P13 вращается с периодом 0,4 секунды, демонстрируя при этом постоянную скорость ускорения. Кроме того, за десятилетний период светимость объекта менялась более чем на два порядка. Хотя и скорость вращения, и светимость являются важными параметрами для оценки количества аккретирующего газа, до сих пор не удавалось установить чёткую взаимосвязь между ними для P13.
Команда учёных провела углублённый анализ долгосрочных изменений рентгеновской светимости и периода вращения P13 в период с 2011 по 2024 год, используя обширные архивные данные, полученные с космических телескопов XMM-Newton, Chandra, NuSTAR и NICER. Выяснилось, что в 2021 году P13 находилась в тусклой фазе, а затем, начиная с 2022 года, её яркость снова начала расти. К 2024 году она достигла высокого уровня светимости, превышающего показатели 2021 года более чем в сто раз. Более того, в период повторного увеличения яркости в 2022 году скорость ускорения вращения звезды удвоилась и оставалась такой до 2024 года. Эти результаты впервые убедительно указывают на прямую связь между рентгеновской светимостью и скоростью вращения объекта. Они также позволяют предположить, что аккреционная система претерпела значительные изменения во время тусклой фазы. Затем исследователи сосредоточились на изучении пульсаций и провели детализированный анализ, который показал, что высота аккреционного столба менялась в соответствии с 10-летней модуляцией потока излучения. Эти открытия, как ожидается, станут ключевыми зацепками для раскрытия механизма сверхкритической аккреции.
