Rapid Burster (MXB 1730−335) вирізняється серед нейтронних зір. Це єдина відома нейтронна зоря, яка дає рентгенівські спалахи і I, і II типу. Тому її вважають ключовою системою для розуміння того, як речовина падає на такі об'єкти.

Проте майже п'ять десятиліть у Rapid Burster бракувало важливої ланки: її оптичний та інфрачервоний відповідник залишався непоміченим. Нова робота на основі спостережень космічного телескопа James Webb, а саме його камери NIRCam, це змінює. Стаття поки що доступна як препринт на arXiv. У матеріалі джерела немає згадки про рецензування чи журнал.

Де ховається Rapid Burster

Rapid Burster належить до Liller 1. Це щільна зоряна система, багата на метали, тобто на елементи важчі за гелій. Її ядро дуже тісне: у малому об'ємі зібрано багато зір, і їхнє світло накладається на світло шуканого об'єкта.

Друга перешкода — пил. Міжзоряне поглинання послаблює видиме світло в напрямку Liller 1 приблизно на 11 зоряних величин. Шкала зоряних величин логарифмічна: різниця в 5 величин означає різницю яскравості в 100 разів. Отже, 11 величин дають послаблення приблизно у 25 тисяч разів. У видимому світлі такий об'єкт практично неможливо відрізнити від сусідів.

Саме ці дві обставини, за словами авторів, і приховували відповідник Rapid Burster майже п'ятдесят років.

Що показали спостереження NIRCam

Інфрачервоне світло пил затримує слабше, ніж видиме, тому для такої задачі підходить саме інфрачервоний телескоп. NIRCam на JWST знімає в ближньому інфрачервоному діапазоні. Автори використали знімки Liller 1 і вперше отримали однозначний відповідник Rapid Burster.

Об'єкт потрапив у кадр у рентгенівськи активному стані, і його яскравість сильно мінялася. У фільтрі F200W (довжини хвиль 1,755–2,227 мкм) він потьмянів приблизно на 2,5 зоряної величини. Це зменшення потоку приблизно в 10 разів. Крім того, спостерігалися сильні коливання яскравості на шкалі кількох хвилин.

Що тут нового

Досі Rapid Burster був добре відомий у рентгенівському діапазоні, але не мав надійної прив'язки до оптичних чи інфрачервоних джерел. Тепер така прив'язка є. Автори називають її «інфрачервоним якорем»: відомо, яке саме джерело в переповненому полі відповідає Rapid Burster, і з нього можна починати нові вимірювання.

Важливо й те, що відповідник виявився змінним. Швидкі зміни на хвилинних масштабах показують, що в інфрачервоному діапазоні система активна.

Що це означає

Зараз у розпорядженні дослідників є яскравість і її зміни. Про саму зорю-донора, яка віддає речовину нейтронній зорі, з цих даних відомо небагато. Джерело прямо зазначає, що її спектральний тип ще належить визначити.

Далі автори вказують два напрямки. Перший — спектроскопія: розклад світла за довжинами хвиль дасть змогу обмежити спектральний тип донора. Другий — одночасний моніторинг в інфрачервоному та рентгенівському діапазонах. Порівняння того, як яскравість у двох діапазонах змінюється одночасно, допоможе краще зрозуміти фізику акреції, тобто падіння речовини на нейтронну зорю.

Тож результат відкриває шлях до нових вимірювань, а не завершує дослідження. Але після майже п'ятдесяти років пошуків Rapid Burster нарешті має впевнено ідентифікований інфрачервоний відповідник.