Millihertz kvasi-periodiske oscillationer detekteret i en røntgen-binær

0,7-10 keV, 1 s bin størrelse lyskurver af 1RXS J180408.9−342058 fra de to XMM-Newton observationer den 6. marts, 2015 og 1. april, 2015, henholdsvis. De termonukleare udbrud er tydelige som de korte stigninger i tællehastigheden over det vedvarende niveau. Bursthastigheden og den vedvarende tællehastighed øges med ca. to gange i den anden observationsperiode (nederste panel). Signifikante periodiske signaler vises i de mærkede segmenter fra den første observation, hvorimod der ikke blev påvist nogen periodicitet i den anden observation. Kredit:Tse et al., 2020.

Astronomer fra Australien og Taiwan rapporterer opdagelsen af millihertz kvasi-periodiske oscillationer i en neutronstjerne lavmasse røntgen-binær kendt som 1RXS J180408.9−342058. Opdagelsen, detaljeret i et papir offentliggjort den 3. september på arXiv preprint server, kunne hjælpe astronomer til bedre at forstå arten og adfærden af binære røntgenkilder.

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).

De fleste af de lavmasse-røntgen-binære filer, der indeholder neutronstjerner (NS LMXB'er) udviser røntgenvariabilitet i form af relativt skarpe kvasi-periodiske svingninger (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.

1RXS J180408.9−342058 blev oprindeligt identificeret som en forbigående røntgen-binær i 2012 af rumfartøjet International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL). Yderligere observationer af denne kilde har antydet, at det højst sandsynligt er en NS LMXB placeret i en afstand på ikke større end 18, 900 lysår.

Nu, et team af forskere ledet af Kaho Tse fra Monash University, Australien, har detekteret mHz QPO'er fra 1RXS J180408.9−342058, som kunne kaste mere lys over egenskaberne af denne kilde og på karakteren af NS LMXB'er generelt. Fundet blev gjort ved hjælp af ESA's X-ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) satellit.

"I denne avis, vi rapporterer timinganalyse af XMM-Newton-data fra 1RXS J180408.9−342058. Vi rapporterer detektion af signifikante periodiske signaler med frekvens i området ~ 5 til 8 mHz fra kilden, " skrev astronomerne i undersøgelsen.

mHz QPO'erne blev opdaget under en regulær sprængningsfase af et udbrud, som 1RXS J180408.9−342058 oplevede i 2015. XMM-Newton observerede kilden i marts og april 2015, og identificerede QPO'er med frekvenser mellem 5,0 og 8,0 mHz, med fraktionel root mean square (RMS) amplitude på et niveau på ca. 5,3 procent.

Ifølge undersøgelsen når mHz QPO'erne var til stede, 1RXS J180408.9−342058 var i en meget hård tilstand (fotonindeks under 1,4) ved vedvarende lysstyrke på 6,8 undecilion erg/s. Så gik kilden over i en hård tilstand, hvilket blev ledsaget af en forøgelse af dens vedvarende lysstyrke.

Som i tilfældet med andre NS LMXB-systemer, der oplever mHz QPO'er, forfatterne af papiret antager, at dem i 1RXS J180408.9−342058 også er relateret til den termonukleare afbrænding på neutronstjernens overflade. Derfor, de bemærkede, at 1RXS J180408.9−342058 indtil videre er den niende NS LMXB kendt for at opleve mHZ kvasi-periodiske svingninger og den otte kilde af denne type, der udviser sådanne QPO'er drevet af termonuklear afbrænding.

Sidste artikelSpaceX SN8 til at starte og flyve til 60, 000 fod i næste uge

Næste artikelEn varm Jupiter, der kredser om en kølig stjerne