Астрономы изучили транзиентный объект Swift J1728.9-3613 — меняющий яркость источник рентгеновского излучения — с помощью космической обсерватории НАСА Swift и прибора NICER на борту Международной космической станции. Результаты наблюдения, опубликованные в репозитории препринтов arXiv, раскрыли, что он представляет собой рентгеновскую двойную систему, одним из компонентов которой оказалась черная дыра. Пресс-релиз исследования опубликован на сайте Phys.org.

Рентгеновские двойные состоят из обычной звезды или белого карлика, которые передают свое вещество компактному объекту — нейтронной звезде или черной дыре. В случае черных дыр рентгеновское излучение производится за счет аккреции материи, образующей диск вокруг невидимого объекта. Такие системы обнаруживается, когда поток излучения резко возрастает, в таком случае они видны как рентгеновские транзиенты. Похожий источник — Swift J1728.9-3613 — был обнаружен 28 января 2019 года с помощью телескопа Swift Burst Alert Telescope (BAT).

До последнего времени сохранялась неопределенность, что за объект входит в эту рентгеновскую двойную — пульсар или черная дыра. Чтобы выяснить истинную природу Swift J1728.9, исследователи проанализировали архивные данные Swift и NICER, позволяющие проследить, как как изменялись спектральные особенности и интенсивность излучения транзиентного источника во время вспышки.

Всплеск излучения характеризовался быстрым нарастанием и очень медленным затуханием, что характерно для вспышек рентгеновских двойных. По мере эволюции источника кривая на диаграммах «жесткость-интенсивность» нарисовала «q»-образную «дорожку» в направлении против часовой стрелки, что обычно наблюдается при вспышках, порожденных черными дырами. На диаграмме среднеквадратичной интенсивности также наблюдался частичный гистерезис — явление, при котором система вместо того, чтобы вернуться в изначальное состояние, испытывает на себя влияние прежней активности. Такое поведение также характерно для рентгеновских двойных с черными дырами.

Кроме того, в ходе исследования были выявлены два квазипериодических колебания излучения во время мягкого состояния вспышки Swift J1728.9-3613, когда испускалось мягкое излучение, и в период мелкомасштабной повторной вспышки. Все полученные результаты указывают на то, что в двойную систему входит черная дыра, чья масса достигает 4,6 массы Солнца. Расстояние до нее составляет около 32,6 тысячи световых лет.