天文学家观测到X射线双星RX J0440.9+4431的巨大爆发

RX J0440.9+4431在15-50keV范围内的长期Swift/BAT光曲线，涵盖了2022-2023年的巨大爆发持续时间。图中插图中的箭头表示使用Insight HXMT对RX J0440.9+4431进行的定点观测的开始。误差条表示1σ的不确定性。来源：uux.cn/arXiv（2025）。DOI: 10.48550/arxiv.2507.18676

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（Tomasz Nowakowski）：中国武汉大学的天文学家利用Insight HXMT卫星观测了大约三年前X射线双星RX J0440.9+4431中发生的一次巨大爆发。7月24日在预打印服务器arXiv上呈现的观察结果提供了有关该系统属性和行为的大量数据。

X射线双星（XRBs）是一类在X射线中发光的双星。它们由一颗普通恒星或一颗白矮星组成，将质量转移到一颗致密的中子星或黑洞上。根据伴星的质量，这些系统可分为低质量X射线双星（LMXB）和高质量X射线联星（HMXB）。

Be/X射线双星（BeXRBs）是HMXB的一个子类，其中光学恒星是矮星、亚巨星或巨星OBe。探测和研究BeXRBs的X射线爆发对于提高我们对X射线双星的性质及其行为的理解至关重要。

RX J0440.9+4431是1997年在ROSAT银河系平面巡天期间发现的BeXRB及其光学伴星LS+4417/BSD 24-491。该系统包含一颗脉冲星，位于约8000光年之外，展示了周期为202.5秒的X射线脉动。

2022年12月下旬，RX J0440.9+4431开始大规模爆发，一直持续到2023年3月。武汉大学的Prahlad R.Epili和Wei Wang决定用Insight HXMT观测这次爆发，希望更多地了解这个双星的X射线光谱和时间变化。

“Insight HXMT在2022年至2023年的几次爆发中都观察到了这个来源。研究人员在论文中写道：“我们利用脉冲星的这些明亮爆发观测来研究其X射线光谱和时间变化。”。

观测发现，在2022-2023年爆发的进展和下降阶段，类似光度下的脉冲轮廓显示出类似的形状变化。这表明RX J0440.9+4431中的脉冲轮廓具有很强的光度依赖性。

在爆发期间，RX J0440.9+4431脉冲星的净X射线光度在1-120keV范围内为4.4-28十亿erg/s。天文学家指出，脉冲星在1-120keV的相位平均光谱可以用吸收截止幂律连续体模型来解释。

此外，脉冲星的高节奏硬X射线观测揭示了能量为（33.6-41.6）keV的可变回旋加速器共振散射特征（CRSF）的存在。在巨大爆发的衰退阶段，研究人员发现了第二条回旋加速器线，其变化范围约为64.6-75.3keV。

研究还发现，RX J0440.9+4431中的脉冲星具有相对较强的磁场。它在整个爆发过程中变化很大，在4.8到15.4万亿高斯之间。