Kæmpe radioudbrud af Cygnus X-3 opdaget af astronomer

(Phys.org)—Russiske astronomer har for nylig observeret et kæmpe radioudbrud fra en stærk binær røntgenkilde kendt som Cygnus X-3 (forkortet Cyg X-3). Opblussen opstod efter mere end fem års hvile i denne kilde. Opdagelsen blev præsenteret i et papir offentliggjort den 2. december på arXiv pre-print server.

Klassificeret som en mikrokvasar, Cygnus X-3 er en kraftig røntgenkilde, der menes at være et kompakt objekt i et binært system. Det blev oprindeligt opdaget i røntgenstråler i 1967 og kan observeres i røntgenstråler, gammastråler, infrarød og radio. Kilden er placeret omkring 23, 000 lysår væk i stjernebilledet Cygnus og har en omløbsperiodicitet på cirka 4,8 timer.

Cygnus X-3 oplever periodiske radioudbrud. Den første registrerede betydelige flare fandt sted i 1972 og øgede radiofrekvensemissionerne fra denne kilde tusind gange. For nylig, i marts 2011, astronomer registrerede et kæmpe blus, og efter denne begivenhed, kilden gik i dvaletilstand.

Hvilefasen blev afbrudt af det sidste gigantiske radioudbrud, der fandt sted i september 2016, og blev forudsagt af et hold astronomer ledet af Sergei Trushkin fra Special Astrophysical Observatory (SAO) i Nizhnij Arkhys, Rusland. Forskerne observerede Cygnus X-3 med SAO's RATAN-600 radioteleskop som en del af en langsigtet, multi-frekvens overvågningskampagne af mikroquasarer.

"I det langsigtede multi-frekvens overvågningsprogram af mikroquasarerne med RATAN-600, vi opdagede den gigantiske flare fra X-ray binær Cyg X-3 den 13. september, 2016, " skrev forskerne i avisen.

Ifølge undersøgelsen, Cygnus X-3's 2016-udbrud afbrød en næsten fem-et-halvt-årig periode af dens hvile. Opblussen i 2016 opstod efter overgangen af ​​kilden til en 'hyper-blød' røntgentilstand, som i tilfældet med det tidligere udbrud i 2011.

Forskerne afslørede, at fluxen af ​​2016-flammen steg fra 0,01 til 15 Jy ved 4,6 GHz over fem dage. Bagefter, mikroquasaren vendte tilbage til en stillestående tilstand den 18. oktober, 2016.

"Stigningen af ​​blussende flux er godt tilpasset af en eksponentiel lov, der kunne være en indledende fase af den relativistiske elektrongenerering af interne chokbølger i strålen, " forklarede holdet.

Udover at opdage og karakterisere 2016-udbruddet, forskerne fandt også ud af, at i dvaleperioden forud for den seneste opblussen, hård røntgen-flux var stærkt anti-korreleret. De antager, at dette kan hænge sammen med egenskaberne ved de kompakte radiostråler, der dannes under en hviletilstand, og er stærkt afhængige af en tilvæksthastighed på et sort hul eller en neutronstjerne.

"Accretion disk-jet-koblingen i røntgen-binærer er blevet diskuteret i løbet af de sidste 10 til 15 år, især inden for rammerne af hårdheds-intensitetsdiagrammet (HID) undersøgelser. (...) Den spektrale udvikling af det gigantiske flare er beskrevet ved en enkelt (i løbet af tre til fire dage) udstødning af de relativistiske elektroner, der bevægede sig med høj hastighed (0,5c) væk fra det binære og udvidede som en konisk struktur, " står der i avisen.

Holdet planlægger at præsentere resultaterne af andre observationer af Cygnus X-3's flare udført ved hjælp af forskellige teleskoper, som kunne være med til at lave en mere grundig analyse af denne mikrokvasars voldsomme udbrud. Nye målinger vil blive offentliggjort i de kommende forskningsartikler.

© 2016 Phys.org