ИИ помог найти редкую пару звезд среди сотен тысяч рентгеновских источников
Астрономы обнаружили в Млечном Пути двойную систему, в которой нейтронная звезда захватывает вещество красного гиганта. Найти ее среди сотен тысяч рентгеновских источников помог искусственный интеллект. Телескоп ART-XC имени М. Н. Павлинского на борту российской обсерватории «Спектр-РГ» и другие инструменты подтвердили природу объекта. Как сообщает ИКИ РАН, новая система получила обозначение J1633. Она находится в направлении спирального рукава Наугольника.
Такие пары астрономы называют симбиотическими рентгеновскими двойными. Красный гигант теряет вещество: оно уходит в космос в виде звездного ветра. Нейтронная звезда захватывает часть этого потока. Вещество падает на нее и выделяет энергию, которую телескопы регистрируют в рентгеновском диапазоне.
По расчетам ученых из Института астрономии РАН и Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ, которые вышли в 2019 году, в нашей Галактике должно быть около 200 таких систем. Пока астрономы знают значительно меньше. Эти объекты сравнительно слабо излучают и находятся в диске Млечного Пути. Там много звезд, поэтому трудно понять, какая из них связана с рентгеновским источником. Межзвездное вещество дополнительно поглощает свет.
Команда ART-XC ищет такие системы в ходе глубокого обзора плоскости Галактики. Ученые рассчитывают, что обзор охватит все яркие симбиотические рентгеновские двойные Млечного Пути. Затем их потребуется отличить от тысяч объектов других типов.
Искусственный интеллект помогает сузить этот поиск. В июле 2026 года Александр Мещеряков и его коллеги из ИКИ РАН и Южно-Африканской астрономической обсерватории представили работу, в которой искали рентгеновские двойные со звездами-гигантами. Для этого они использовали каталог европейской обсерватории XMM-Newton, который содержит сотни тысяч источников.
Исследователи применили ансамблевые алгоритмы машинного обучения — подход, который объединяет результаты нескольких моделей. Алгоритм обучили на известных рентгеновских двойных и случайно выбранных рентгеновских источниках. Он анализировал только рентгеновские данные: оптические и инфракрасные наблюдения на этом этапе не понадобились.
Модель отобрала несколько десятков кандидатов. Часть из них астрономы незадолго до этого уже признали массивными рентгеновскими двойными, но новые сведения еще не попали в распространенные базы данных. Алгоритм независимо нашел эти объекты, что подтвердило его способность распознавать нужные системы.
После того как ученые исключили известные объекты, осталось 23 кандидата. Сначала исследователи проверили, меняется ли их рентгеновское излучение с постоянным периодом. Такие пульсации могут указывать на нейтронную звезду или белый карлик с достаточно сильным магнитным полем, который захватывает вещество соседа.
У J1633 в данных XMM-Newton обнаружились пульсации с периодом 1552 секунды — около 26 минут. ART-XC подтвердил их и помог точнее определить рентгеновский спектр: как энергия излучения распределяется между фотонами разных энергий.
Затем астрономам предстояло выяснить, какая звезда отдает вещество компактному соседу: молодая массивная голубая звезда или красный гигант. Точности XMM-Newton хватило, чтобы сопоставить рентгеновский источник со звездой на оптических изображениях. Соотношение ее яркости в разных фильтрах показало, что она не относится к горячим молодым звездам.
Данные также указывали на большое расстояние до системы. Европейская миссия Gaia не смогла измерить ее параллакс — небольшое видимое смещение звезды на небе из-за движения Земли вокруг Солнца. Авторы связали это с тем, что объект находится дальше нескольких тысяч световых лет. При таком расстоянии звезда должна быть достаточно яркой сама по себе, чтобы телескопы видели ее с наблюдаемым блеском. Это говорило в пользу гиганта, а не карлика.
Природу звезды уточнила группа Дэвида Бакли. Ученые получили ее оптический спектр на Южно-Африканском Большом Телескопе. Он оказался характерным для звезд класса K с температурой около 4200 К. Вместе с остальными данными это подтвердило, что вещество в системе поступает от красного гиганта, а J1633 относится к симбиотическим рентгеновским двойным.
Такие находки помогают проверить, как звезды эволюционируют в паре. Более массивная звезда быстрее расходует ядерное топливо и может взорваться как сверхновая. После нее остается нейтронная звезда или черная дыра. Менее массивный сосед развивается медленнее и позднее может стать источником вещества для компактного объекта. Чем больше подобных систем находят астрономы, тем точнее они могут сопоставить расчеты звездной эволюции с тем, что происходит в Галактике.