Astronomer bekræfter udvidet atmosfære på accretion disk af X-ray binær

Astronomer bruger stjerneformørkelser til at studere atmosfæren af ​​tilvækstskiver omkring kompakte stjerner. SRON-forskere observerede denne metode på en lavmasse røntgen-binær. De finder en tykkere atmosfære end forudsagt og skelner mellem to forskellige gaskomponenter. Forskningen blev offentliggjort i Astronomi og astrofysik .

Næsten halvdelen af ​​observerbare stjernesystemer består faktisk af binære stjernesystemer. Stjernerne i disse systemer holder hinanden fanget med deres tyngdekraft. Den med den højere tyngdekraft 'stjæler' materiale fra sin ledsagerstjerne og danner en tilvækstskive (se figur 1).

I øjeblikket, den nøjagtige størrelse og geometri af accretion disks er ikke klar. Nye modeller og røntgenobservationer foreslår, at den lodrette størrelse af disken er større end ældre teoretiske modeller forudsiger. Der kan være en længere atmosfære over disken. Men hvordan ser du dette, uden at den lyse disk med røntgenstråler overvælder observationen? Løsningen er at finde et passende binært røntgensystem i en sådan synsvinkel, at ledsagerstjernen formørker den lyse skive (se figur 2).

SRON-astronomerne Ioanna Psaradaki, Elisa Costantini og Missagh Mehdipour, sammen med Maria Diaz Trigo fra ESO, valgte det formørkende binære system EXO 0748-676 og studerede det med røntgenrumobservatoriet XMM-Newton. Holdet valgte en binær af to lavmassestjerner til deres forskning, da mere massive stjerner har stærke udstrømmende vinde, der er svære at skelne fra tilvækststrømme. Til tider, den tiltagende stjerne og dens skive blev fuldstændig formørket af ledsagestjernen, så det lykkedes forskerne at få et spektrum af den spændende diskatmosfære.

Formørkelsesmetoden gjorde det muligt for astronomerne at observere atmosfæren mere direkte end tidligere undersøgelser. De bekræfter, at atmosfæren skal være tykkere end forudsagt, og at gassen i den udvidede atmosfære optræder i to forskellige faser. Den første gaskomponent er varm, med en temperatur tæt på den nederste del af skiven. Den anden gaskomponent er køligere og mindre i størrelse, og kommer fra den ydre del af disken. Forskerne foreslår, at sidstnævnte komponent er klumpet materiale skabt af påvirkningen af ​​tilvækststrømmen på disken.

"Den mest sandsynlige forklaring på en sådan udvidet diskatmosfære er, at den tiltagende stjerne fotoioniserer de ydre dele af disken på grund af stærk røntgenstråling, " siger Psaradaki. "Dette fænomen forårsager termiske ustabiliteter, mens gassen forsøger at finde en stabil løsning. Dette er gjort muligt, hvis disken øger sin volumen og dermed skaber en udvidet atmosfære, som vi så i vores forskning."