Астрофизики предсказали двойную поляризационную модуляцию в рентгеновской двойной Cygnus X-1
Международная группа учёных представила результаты моделирования рентгеновской поляризации в известной двойной системе Cygnus X-1. Работа опубликована в репозитории arXiv и основана на данных со спутника Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE).
Cygnus X-1 — одна из ярчайших рентгеновских двойных, включающая чёрную дыру и массивную звезду-компаньон. Предыдущие наблюдения показали возможную модуляцию поляризации с орбитальным периодом, но сигнал с половиной периода, ожидаемый от отражения излучения от звезды и её ветра, ранее не обнаруживался.
В новом исследовании астрофизики использовали комбинацию общей теории относительности и модели фокусированного звёздного ветра. С помощью трёхмерного кода переноса излучения SKIRT они смоделировали потоки и карты линейной поляризации за один оборот системы.
Основной результат — отчётливая двойная (с половиной периода) модуляция поляризации. Амплитуда степени поляризации (PD) от пика к пику составила 0,25 процентных пункта в диапазоне 2–4 кэВ, 0,81 п.п. в 4–6 кэВ и 1,24 п.п. в 6–8 кэВ, демонстрируя сильную энергетическую зависимость. Модуляция угла поляризации оказалась относительно небольшой — менее 4,6 градуса.
Моделирование показало, что переработка рентгеновского излучения снижает общую степень поляризации по сравнению с исходной поляризацией источника. Диффузное рассеянное гало вокруг источника систематически уменьшает PD, что необходимо учитывать при изучении всех двойных со звёздным ветром.
Авторы отмечают, что амплитуда PD растёт с энергией: поглощение непропорционально ослабляет сигнал от удалённого отражения, и по мере уменьшения экстинкции роль отражения становится всё заметнее. Полученные результаты помогут уточнить геометрию двойной системы и свойства звёздного ветра в Cygnus X-1.
