AstroSat-observationer afslører egenskaberne ved sort huls binære MAXI J1820+070

Samtidige spektrale og tidsmæssige observationer af det nyligt detekterede sorte hul røntgen-binære (BHXB) MAXI J1820+070 ved hjælp af AstroSat-rumfartøjet, har leveret mere indsigt i denne kildes egenskaber. Resultaterne af undersøgelsen, præsenteret i et papir offentliggjort 6. januar på arXiv.org, kunne være nyttigt til at forbedre vores forståelse af sorte huls binære filer generelt.

X-ray binære dele består af en normal stjerne eller en hvid dværg, der overfører masse til en kompakt neutronstjerne eller et sort hul (BHXB). Under udbrud, BHXB'er viser tilfældig kortsigtet variation i deres flux, og sådan adfærd er genstand for talrige undersøgelser, der sigter mod at skille deres oprindelse ad.

Observationer har vist, at røntgen-variabiliteten i BHXB'er er godt repræsenteret af deres effektdensitetsspektre (PDS). I de fleste tilfælde, disse spektre er karakteriseret ved bredbåndskontinuum støjlignende funktioner, imidlertid, de udviser nogle gange smalle toptræk kaldet kvasi-periodiske oscillationer (QPO'er). Den nøjagtige mekanisme for sådanne oscillationer er stadig ikke fuldt ud forstået og kræver yderligere undersøgelser.

Beliggende omkring 11, 300 lysår væk, MAXI J1820+070 er en BHXB første gang detekteret i marts 2018 som en sort hul røntgentransient. Dens udbrudscyklus viste sig at vare i næsten et år, fremvisning af hurtige, hyppig, skiftende overgange mellem hårde og bløde spektraltilstande. Indiske astronomer, ledet af Sneha Prakash Mudambi fra Christ University i Bangalore, Indien, besluttede at se nærmere på denne binære, i håb om at få mere detaljerede oplysninger om dens egenskaber.

"Vi rapporterer resultaterne af spektro-timing-analyse af MAXI J1820+070 som observeret af SXT og LAXPC ombord på AstroSat for første gang. Vi har analyseret ~ 93 ks af observerede data svarende til 15 individuelle satellitbaner, " skrev astronomerne i avisen.

Ifølge undersøgelsen spektret af MAXI J1820+070 blev fundet at være domineret af en termisk komptoniseringskomponent sammen med diskemission og en reflektionskomponent. Spektralindeks blev målt til at være ca. 1,61, hvilket tyder på, at kilden var i hård spektral tilstand med en kølig disk (disktemperatur på omkring 0,22 keV) afkortet på en stor afstand (omkring 526 kilometer).

Desuden, undersøgelsen detekterede en kvasi-periodisk oscillation med tyngdepunktsfrekvensen på 47,7 mHz. Astronomerne bemærkede, at PDS af MAXI J1820+070, udover denne QPO, kunne modelleres med fire andre komponenter:en svag oscillation ved 109,4 mHz og tre udvidede støjpukler fordelt på 0,004 til 30 Hz.

"Spektret viser en fremtrædende QPO ved 47,7 mHz og tre udvidede støjpukler, som kan repræsenteres af Lorentzianere. Der er også en svag funktion ved 109,4 mHz, " står der i avisen.

Opsummerer resultaterne, forskerne understregede AstroSats betydning for spektrale og tidsmæssige undersøgelser af binære røntgenstråler og andre kilder. De tilføjede, at satellitten har evnen til at måle bredbåndets tidsgennemsnitlige spektrum og den energiafhængige tidsmæssige opførsel af sådanne systemer som MAXI J1820+070, som giver forskere mulighed for kvantitativt at tilpasse både spektrale og tidsmæssige data.

© 2020 Science X Network