Insight-HXMT-teamet frigiver nye resultater om sorte hul og neutronstjernerøntgenbinære

Forskere med Hard X-ray Modulation Telescope (Insight-HXMT)-teamet præsenterede deres nye resultater om sorte hul og neutronstjernerøntgen-binære under en pressekonference afholdt den 25. oktober ved den første China Space Science Assembly i Xiamen.

X-ray binære stjerner er binære stjerner, der udsender røntgenstråler og er sammensat af en normal stjerne og enten en neutronstjerne eller sort hul. Tyngdekraften af ​​den meget tætte neutronstjerne eller det sorte hul får materiale fra den normale stjerne til at falde mod den, skabe en hurtigt roterende accretion disk, der udsender intens røntgenstråling. Binære røntgenstråler er et vigtigt forskningsmål for dem, der forsøger at forstå stærke gravitations- og magnetfelter og stof påvirket af dem.

Insight-XHMT-forskerne var i stand til at studere kvasi-periodiske oscillationer (QPO'er) i sorte hul-røntgen-binære op til 100 keV, en stigning fra den tidligere øvre grænse på 30 keV. De afslørede energiafhængigheden af ​​QPO-amplitude og tyngdepunktsfrekvensområder fra 1-100 keV. Disse præstationer overstiger, hvad der var muligt med tidligere satellitter og åbner et nyt vindue for undersøgelser af sorte hul.

En detaljeret timingundersøgelse af den lyseste vedvarende røntgenkilde Sco X-1 blev også udført ved hjælp af Insight-HXMT-data. Resultaterne gav tre nøgleindsigter:1) Alle typer QPO'er stammer fra ikke-termiske emissioner; 2) Det inderste område af tilvækstskiven er ikke-termisk af natur; og 3) Koronaen er uhomogen geometrisk.

For første gang, videnskabsmænd observerede den pludselige ændring af tilvækstskivens tilstand, når røntgenintensiteten af ​​en neutronstjerne røntgen-binær er på en vis værdi. Dette bekræftede teorien, fremsat for næsten 50 år siden, at lysets strålingstryk forårsager strukturel mutation af accretionskiven.

I fortiden, Corona-afkøling blev detekteret ved at stable en række korte Type I-udbrud, der opstod under den lave/hårde tilstand af en neutronstjernerøntgen-binær. Den nuværende undersøgelse repræsenterer første gang, at observere den hurtige afkøling af en meget varm korona - sædvanligvis ved en høj temperatur på flere hundrede millioner grader - via et "byge" af lavenergi-røntgenfotoner fra et enkelt termonukleært udbrud på overfladen af en neutronstjerne. Denne metode giver et næsten unikt middel til at studere de fysiske egenskaber og opvarmningsmekanismen af ​​højtemperaturkoronaen. Også, interaktionen mellem en termonukleær burst og accretion disk detekteret i en enkelt burst tilvejebringer sandsynligvis en ny metode til at begrænse den inderste radius af accretion disken.

Ud over, videnskabsmænd bekræftede, at energien i røntgencyklotronabsorptionslinjen i den berømte neutronstjernerøntgen-binære Her X-1 ikke længere falder. Dataene beviser, at magnetfeltstyrken nær røntgenstrålingsområdet er blevet stabil efter næsten 20 års langsom tilbagegang.

Insight-HXMT, som Kinas første røntgenastronomisatellit, har observeret mange sorte huller, neutronstjerner og gammastråleudbrud med høj præcision og kadence siden den blev opsendt den 15. juni, 2017. Satellitten består af tre røntgenlamellekollimerede teleskoper – højenergirøntgenteleskopet, mellemenergi røntgenteleskopet, og lavenergi røntgenteleskopet - samt en rummiljømonitor.

Indtil nu, satellitten har udført mere end tusinde observationer og genereret 29 TB videnskabelige data. Alt i alt, mere end 10 videnskabelige artikler er blevet accepteret eller offentliggjort i de vigtigste internationale astrofysiske tidsskrifter, med yderligere vigtige forskningsresultater, der stadig er i publikationspipelinen.