kaz29Вестник Казахстанско-Британского технического университетаHerald of the Kazakh-British Technical University1998-66882959-8109Казахстанско-Британский Технический Университет10.55452/1998-6688-2026-23-1-305-315kaz29-2524Research ArticleФИЗИЧЕСКИЕ НАУКИPHYSICAL SCIENCESСРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕНТГЕНОВСКОЙ СВЕТИМОСТИ ПОСТОЯННЫХ И ТРАНЗИЕНТНЫХ ВЫСОКОМАССИВНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ДВОЙНЫХ СИСТЕМCOMPARATIVE ANALYSIS OF X-RAY LUMINOSITY OF PERSISTENT AND TRANSIENT HIGH-MASS X-RAY BINARIEShttps://orcid.org/0000-0002-7186-0273МұратханЖ.MuratkhanZh.

докторант

г. Алматы

PhD student

Almaty

muratkhan_zhantay1@live.kaznu.kzhttps://orcid.org/0000-0001-9857-0658ХасановМ.KhassanovM.

ст. преподаватель, PhD

г. Алматы

Senior Lecturer, PhD

Almaty

khassanov.manas@kaznu.kzhttps://orcid.org/0000-0001-9920-5193МуратханА.MuratkhanA.

ст. преподаватель, PhD

г. Алматы

Senior Lecturer, PhD

Almaty

muratkhan.aray@kaznu.kzhttps://orcid.org/0000-0002-5154-330XТаукеноваА.TaukenovaA.

ассоциированный профессор, PhD

г. Алматы

Associate Professor, PhD

Almaty

alyiya.taukenova@kaznu.edu.kzhttps://orcid.org/0009-0004-5810-2963СадуA.SaduA.

бакалавр

г. Жиф-сюр-Иветт

BSc in Physics

Gif-sur-Yvette

amina.sadu@universite-paris-saclay.frКазахский национальный университет им. аль-ФарабиКазахстанAl-Farabi Kazakh National University; Kazakh National Women's Teacher Training UniversityKazakhstanКазахский национальный университет им. аль-ФарабиКазахстанAl-Farabi Kazakh National UniversityKazakhstanУниверситет Париж–СаклеФранция3Université Paris-SaclayFrance202629032026231305315Copyright © Мұратхан Ж., Хасанов М., Муратхан А., Таукенова А., Саду A., 20262026Мұратхан Ж., Хасанов М., Муратхан А., Таукенова А., Саду A.Muratkhan Z., Khassanov M., Muratkhan A., Taukenova A., Sadu A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.kbtu.edu.kz/jour/article/view/2524

Высокомассивные рентгеновские двойные системы (HMXB) делятся на постоянные (персистентные) источники, которые излучают практически непрерывно и относительно стабильно, и транзиентные (переменные) источники, большую часть времени пребывающие в тихом состоянии и лишь эпизодически переживающие мощные рентгеновские вспышки. Цель данной работы – статистически сравнить свойства рентгеновской светимости этих двух классов HMXB, в частности максимальную светимость и диапазон ее изменчивости . Для этого использованы каталожные данные по галактическим HMXB-пульсарам (18 постоянных и 64 транзиентных систем). Проанализированы распределения и с помощью гистограмм, коробчатых диаграмм (boxplot), кумулятивных кривых (CDF) и непараметрического критерия Манна–Уитни. Показано, что оба класса достигают сходных значений (порядка – эрг/с), без статистически значимого расхождения распределений. Однако транзиентные системы демонстрируют значительно более широкий диапазон изменчивости светимости: увеличение на 4–5 порядков (до раз) против обычно менее раз у постоянных. Это отличие подтверждается статистически (для транзиентов выявлена более высокая вариабельность, p ≈ 0.05). Таким образом, основное различие между постоянными и транзиентными HMXB заключается не в предельной рентгеновской светимости, а в режиме аккреции. В постоянных системах компактный объект непрерывно аккрецирует вещество из устойчивого звездного ветра OB-сверхгиганта, обеспечивая относительно стабильное излучение. Напротив, транзиенты характеризуются прерывистой аккрецией (например, эпизодическим захватом материи из диска Be-звезды), что приводит к их экстремальной вариабельности.

High-mass X-ray binaries (HMXBs) are commonly divided into persistent sources, which emit X-rays steadily over long periods, and transient sources, which remain mostly in a quiescent state and exhibit episodic X-ray outbursts. The aim of this work is to statistically compare the X-ray luminosity properties of these two classes, focusing on the maximum luminosity and the luminosity variability range . For this purpose, catalog data for Galactic HMXB pulsars were used, including 18 persistent and 64 transient systems. The distributions of and were analyzed using histograms, box plots, cumulative distribution functions (CDFs), and the non-parametric Mann–Whitney test. It is shown that both classes reach similar values of on the order of – erg/s), with no statistically significant difference between their distributions. However, transient systems exhibit a much wider luminosity variability range, reaching increases of 4–5 orders of magnitude (up to ), whereas persistent sources typically show lower variability. This difference is statistically confirmed, with transients demonstrating significantly higher variability p ≈ 0.05). Thus, the main distinction between persistent and transient HMXBs lies not in their peak X-ray luminosity, but in their accretion regime. In persistent systems, the compact object continuously accretes matter from a relatively stable stellar wind of an OB supergiant, resulting in steady X-ray emission. In contrast, transient systems are characterized by intermittent accretion (for example, episodic mass capture from a Be-star circumstellar disc), which leads to their extreme luminosity variability.

высокомассивные рентгеновские двойныеHMXBтранзиентные источникирентгеновская светимостьаккрецияhigh-mass X-ray binariesHMXBstransient sourcesX-ray luminosityaccretionThis research is funded by the Science Committee of the Ministry of Science and Higher Education of the Republic of Kazakhstan (Grant No. AP23489541).ReferencesReig, P. Be/X-ray binaries. Astrophysics and Space Science, 332 (1–2), 1–29 (2011). https://doi.org/10.1007/s10509-010-0575-8Reig, P. Be/X-ray binaries. Astrophysics and Space Science, 332 (1–2), 1–29 (2011). https://doi.org/10.1007/s10509-010-0575-8Tauris, T.M., van den Heuvel, E.P.J. Formation and evolution of compact stellar X-ray sources. In: Compact Stellar X-ray Sources (Cambridge: Cambridge University Press), 623–665 (2006). https://doi.org/10.1017/CBO9780511536281.017Tauris, T.M., van den Heuvel, E.P.J. Formation and evolution of compact stellar X-ray sources. In: Compact Stellar X-ray Sources (Cambridge: Cambridge University Press), 623–665 (2006). https://doi.org/10.1017/CBO9780511536281.017Frank, J., King, A., Raine, D. Accretion Power in Astrophysics. 3rd ed. (Cambridge: Cambridge University Press, 2002). https://doi.org/10.1017/CBO9781139164245Frank, J., King, A., Raine, D. Accretion Power in Astrophysics. 3rd ed. (Cambridge: Cambridge University Press, 2002). https://doi.org/10.1017/CBO9781139164245Kreykenbohm, I., et al. High variability in Vela X-1: giant flares and off states. Astronomy & Astrophysics, 492 (2), 511–525 (2008). https://doi.org/10.1051/0004-6361:200809956Kreykenbohm, I., et al. High variability in Vela X-1: giant flares and off states. Astronomy & Astrophysics, 492 (2), 511–525 (2008). https://doi.org/10.1051/0004-6361:200809956Chaty, S. High-mass X-ray binaries: optical/infrared counterparts and evolution. Advances in Space Research, 52 (12), 2132–2142 (2013). https://doi.org/10.1016/j.asr.2013.09.010Chaty, S. High-mass X-ray binaries: optical/infrared counterparts and evolution. Advances in Space Research, 52 (12), 2132–2142 (2013). https://doi.org/10.1016/j.asr.2013.09.010Okazaki, A.T., Negueruela, I. A model for the circumstellar disc of Be/X-ray binaries. Astronomy & Astrophysics, 377 (1), 161–174 (2001). https://doi.org/10.1051/0004-6361:20011083Okazaki, A.T., Negueruela, I. A model for the circumstellar disc of Be/X-ray binaries. Astronomy & Astrophysics, 377 (1), 161–174 (2001). https://doi.org/10.1051/0004-6361:20011083Sidoli, L., Paizis, A., Postnov, K. INTEGRAL study of temporal properties of bright flares in supergiant fast X-ray transients. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 457 (4), 3693–3701 (2016). https:// doi.org/10.1093/mnras/stw237Sidoli, L., Paizis, A., Postnov, K. INTEGRAL study of temporal properties of bright flares in supergiant fast X-ray transients. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 457 (4), 3693–3701 (2016). https:// doi.org/10.1093/mnras/stw237Walter, R., Lutovinov, A.A., Bozzo, E., Tsygankov, S.S. High-mass X-ray binaries in the Milky Way: a closer look with INTEGRAL. The Astronomy and Astrophysics Review, 23 (1), 1–71 (2015). https://doi.org/10.1007/s00159-015-0082-6Walter, R., Lutovinov, A.A., Bozzo, E., Tsygankov, S.S. High-mass X-ray binaries in the Milky Way: a closer look with INTEGRAL. The Astronomy and Astrophysics Review, 23 (1), 1–71 (2015). https://doi.org/10.1007/s00159-015-0082-6Kim, H., et al. Catalog of Galactic X-ray pulsars and high-mass X-ray binaries. The Astrophysical Journal Supplement Series, 267 (2), article 44 (2023). https://doi.org/10.3847/1538-4365/ace68fKim, H., et al. Catalog of Galactic X-ray pulsars and high-mass X-ray binaries. The Astrophysical Journal Supplement Series, 267 (2), article 44 (2023). https://doi.org/10.3847/1538-4365/ace68fWilson-Hodge, C.A., et al. NICER and Fermi GBM observations of the first Galactic ultraluminous X-ray pulsar Swift J0243.6+6124. The Astrophysical Journal, 863 (1), article 9 (2018). https://doi.org/10.3847/1538-4357/aace60Wilson-Hodge, C.A., et al. NICER and Fermi GBM observations of the first Galactic ultraluminous X-ray pulsar Swift J0243.6+6124. The Astrophysical Journal, 863 (1), article 9 (2018). https://doi.org/10.3847/1538-4357/aace60Tsygankov, S.S., Doroshenko, V., Mushtukov, A.A., et al. Discovery of pulsations from a ULX transient in our Galaxy: Swift J0243.6+6124. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 479 (1), L134–L138 (2018). https://doi.org/10.1093/mnrasl/sly116Tsygankov, S.S., Doroshenko, V., Mushtukov, A.A., et al. Discovery of pulsations from a ULX transient in our Galaxy: Swift J0243.6+6124. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 479 (1), L134–L138 (2018). https://doi.org/10.1093/mnrasl/sly116Antoniou, V., Zezas, A., Hatzidimitriou, D., Kalogera, V. Star formation history and X-ray binary populations: the case of the Small Magellanic Cloud. The Astrophysical Journal Letters, 716 (2), L140–L145 (2010). https://doi.org/10.1088/2041-8205/716/2/L140Antoniou, V., Zezas, A., Hatzidimitriou, D., Kalogera, V. Star formation history and X-ray binary populations: the case of the Small Magellanic Cloud. The Astrophysical Journal Letters, 716 (2), L140–L145 (2010). https://doi.org/10.1088/2041-8205/716/2/L140Lutovinov, A., Revnivtsev, M., Gilfanov, M., Sunyaev, R. INTEGRAL insight into the inner Galaxy: population of X-ray binaries. Astronomy & Astrophysics, 444 (2), 821–829 (2005). https://doi.org/10.1051/0004-6361:20042392Lutovinov, A., Revnivtsev, M., Gilfanov, M., Sunyaev, R. INTEGRAL insight into the inner Galaxy: population of X-ray binaries. Astronomy & Astrophysics, 444 (2), 821–829 (2005). https://doi.org/10.1051/0004-6361:20042392Mushtukov, A.A., Verhagen, P.A., Tsygankov, S.S., Lutovinov, A.A., Poutanen, J. On the magnetic field of the first Galactic ultraluminous X-ray pulsar Swift J0243.6+6124. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 474 (1), L134–L138 (2018). https://doi.org/10.1093/mnrasl/sly116Mushtukov, A.A., Verhagen, P.A., Tsygankov, S.S., Lutovinov, A.A., Poutanen, J. On the magnetic field of the first Galactic ultraluminous X-ray pulsar Swift J0243.6+6124. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 474 (1), L134–L138 (2018). https://doi.org/10.1093/mnrasl/sly116Raguzova, N.V., Popov, S.B. Be–X-ray binaries and candidates. Astronomy Reports, 49 (8), 696–708 (2005). https://doi.org/10.1080/10556790500497311Raguzova, N.V., Popov, S.B. Be–X-ray binaries and candidates. Astronomy Reports, 49 (8), 696–708 (2005). https://doi.org/10.1080/10556790500497311

The authors declare that there are no conflicts of interest present.