Kvasi-periodisk oscillation detekteret i Cygnus X-1

Brug af Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT), astronomer fra Shanghai Astronomical Observatory i Kina har opdaget en lav frekvens, kvasi-periodisk oscillation i et sort hul højmasse røntgen-binært kendt som Cygnus X-1. Fundet er rapporteret i et papir offentliggjort den 29. april arXiv.org .

X-ray binære dele består af en normal stjerne eller en hvid dværg, der overfører masse til en kompakt neutronstjerne eller et sort hul. Baseret på massen af ​​ledsagerstjernen, astronomer opdeler dem i lavmasse røntgenbinære (LMXBs) og højmasserøntgenbinære (HMXBs).

Binære røntgenstråler kan udvise røntgenvariabilitet i form af relativt skarpe kvasi-periodiske oscillationer (QPO'er) med millihertz (mHz) til kilohertz (kHz) frekvenser. Forskere mener, at QPO'er opstår, når røntgenstråler udsendes nær den indvendige kant af en tilvækstskive, hvor gas hvirvler ind på et kompakt objekt som en neutronstjerne eller et sort hul. Generelt, QPO'er er opdelt i type-A, -B, og -C, efter deres hyppighed, amplitude og sammenhæng.

Beliggende omkring 6, 100 lysår væk fra Jorden i stjernebilledet Cygnus, Cygnus X-1 er en lysstærk, persistent HMXB bestående af et sort hul, der samler stof fra en OB-stjerne. Tidligere observationer af denne kilde har vist, at dens røntgenstråling undergår dramatiske ændringer i spektralfordeling og lysstyrke.

Nu, et hold af astronomer ledet af Zhen Yan rapporterer påvisningen af ​​en kortvarig, lavfrekvent QPO i Cygnus X-1. Fundet blev gjort ved hjælp af HXMT (også kendt som Insight), Kinas første røntgen-astronomi-satellit.

"I denne avis, vi rapporterer påvisningen af ​​en mHz QPO i en af ​​Insight-HXMT observationerne af Cygnus X-1 under den bløde tilstand, " skrev forskerne i undersøgelsen.

QPO blev detekteret ved 88 mHz, i løbet af de første 200 minutter af den længste HXMT-observation af Cygnus X-1, der fandt sted i august 2017. Den fraktionelle rod-middel-kvadrat-amplitude (RMS) af denne QPO ser ud til at være energiuafhængig, da den falder ved lavere energi.

HXMT-data tyder på, at mHz QPO identificeret i Cygnus X-1 er forskellig fra type-A, -B, og -C QPO'er normalt observeret i sorte huls røntgenbinære (BH XRB'er). For eksempel, den har en stor kvalitetsfaktor, som ligner type-C QPO'erne, imidlertid, dens frekvens og RMS er mindre end de fleste type-C QPO'er observeret i andre BH XRB'er.

Resultaterne gjorde det også muligt for astronomerne at kaste mere lys ind i parametrene for Cygnus X-1. Dataene indikerer, at systemet har en omløbsperiode på omkring 5,6 dage, det sorte huls masse er cirka 21,2 solmasser, og dens afstand er større end tidligere antaget - omkring 7, 200 lysår.

I afsluttende bemærkninger, forskerne tilbød en forklaring på oprindelsen af ​​QPO'er fundet i lignende systemer.

"Vi sammenligner QPO'er ved lignende frekvenser, som tidligere er blevet detekteret i en anden vedvarende højmasse-røntgenbinær i blød tilstand, vi spekulerer i, at sådanne QPO'er kan relatere til en vis lokal inhomogenitet, der sjældent dannes i tilvækststrømmen af ​​vindforsynede tilvækstsystemer, " skrev forfatterne af avisen.

© 2021 Science X Network