Андрей Евгеньевич Штыковский

ИКИ РАН

Наблюдения рентгеновского пульсара LMC X-4 обсерваторией NuSTAR: ограничение на величину магнитного поля и томография системы в линии железа
А.Е. Штыковский А.А. Лутовинов В.А. Арефьев С.В. Мольков С.С. Цыганков

Представлены результаты исследования спектральных и временных свойств излучения рентгеновского пульсара LMC X-4 по данным обсерватории NuSTAR в широком рентгеновском диапазоне энергий 3-79 кэВ. Наряду с детальным анализом усредненного спектра излучения источника, впервые получены высокоточные спектры, соответствующие разным фазам цикла собственного вращения нейтронной звезды. Показано, что модель комптонизированного излучения наиболее адекватно описывает спектр источника, и прослежена эволюция его параметров в зависимости от фазы импульса. Для всех спектров (усредненного и фазовых) в диапазоне энергий 5-55 кэВ был проведен поиск циклотронной линии поглощения. Полученный предел на оптическую глубину циклотронной линии $\tau \sim 0.15$ ($3\sigma$) указывает на отсутствие такой особенности в указанном диапазоне энергий, что позволяет получить ограничение на величину магнитного поля нейтронной звезды: $B < 3 \times 10^{11}\text{ Гс}$ или $B > 6.5 \times 10^{12} \text{ Гс}$. Последнее ограничение согласуется с оценкой величины магнитного поля, полученной из анализа спектра мощности пульсара $B \simeq 3 \times 10^{13} \text{ Гс}$. По результатам анализа фазовых спектров источника определена задержка между максимумами излучения и эквивалентной шириной флуоресцентной линии железа, зависящая от орбитальной фазы и, по-видимому, связанная с временем пролета фотонов между излучающими областями вблизи нейтронной звезды и областью, где происходит отражение потока (предположительно, в струе втекающего вещества, или в месте взаимодействия струи с внешними краями аккреционного диска).