Ultra-lysende røntgenpulsar Swift J0243.6+6124 undersøgt med AstroSat

Ved at bruge Indiens AstroSat-rumfartøj, astronomer har udført bredbåndstiming og spektrale observationer af en ultra-luminous X-ray (ULX) pulsar kendt som Swift J0243.6+6124. Resultaterne af denne observationskampagne, præsenteret i et papir offentliggjort den 16. oktober på arXiv.org, afsløre flere detaljer om egenskaberne af denne pulsar.

ULX'er er punktkilder på himlen, der er så lyse i røntgenstråler, at hver af dem udsender mere stråling, end en million sole udsender ved alle bølgelængder. De er mindre lysende end aktive galaktiske kerner, men mere konsekvent lysende end nogen kendt stjerneproces. Selvom der er udført adskillige undersøgelser af ULX'er, disse kilders grundlæggende karakter er stadig ukendt.

Nogle ULX'er udviser sammenhængende røntgenpulseringer, og er derfor klassificeret som ULX-pulsarer (ULP'er). Til dato, kun en håndfuld ULP'er er blevet identificeret, og en af ​​dem er Swift J0243.6+6124 (eller J0243 for kort). Opdagelsen af ​​denne pulsar blev rapporteret i oktober 2017, da røntgenpulseringer på cirka 9,86 sekunder blev detekteret fra en forbigående røntgenkilde i udbrud af NASAs Swift-rumfartøj i 0,2-10 keV-båndet. I en afstand af omkring 23, 000 lysår, J0243 er den første galaktiske ULP fundet hidtil.

J0243 blev yderligere observeret med AstroSat under sin sprængningsaktivitet i 2017-2018, som en del af en multi-bølgelængde kampagne. Nu, et hold af astronomer ledet af Aru Beri fra Indian Institute of Science Education and Research (IISER) i Mohali, Indien, har offentliggjort resultater af disse observationer, som kunne hjælpe os til bedre at forstå denne pulsars natur.

"AstroSat observerede J0243 to gange under sit udbrud i 2017-18, og vi har analyseret data opnået over et bredt energiområde (0,3-150 keV) med alle tre røntgeninstrumenter, " skrev forskerne i avisen.

AstroSat gjorde det muligt for Beris hold at detektere røntgenpulseringer op til 150 keV under den anden observation. Imidlertid, for den relativt svagere første observation, pulseringer blev kun detekteret op til 80 keV. De gennemsnitlige pulsprofiler afslørede en dobbelt-peaked adfærd under begge observationer, adskilt af cirka 19 dage, hvilket kunne skyldes bidraget fra begge magnetiske poler af neutronstjernen eller to sider af en viftestråle fra en pol.

Resultaterne indikerer, at J0243 ophobede sig på sub-Eddington-niveau (ca. 70 undebillion erg/s) under den første AstroSat-observation og på super-Eddington-niveau (ca. 600 undeillion erg/s), da det blev observeret for anden gang. Astronomerne bemærkede, at spektrale data på sub-Eddington-niveau kunne modelleres godt ved hjælp af en absorberet højenergi-afskæringskraftlov og en sort krop. Når det kommer til super-Eddington-fasen, de tilføjede, at det kræver yderligere komponenter såsom en anden sort krop og en gaussisk komponent til jernemissionslinjen.

Forfatterne af papiret antager tilstedeværelsen af ​​to sorte legemer:en med en radius på omkring 18-19 km for den høje temperatur, og en anden med en radius på 121−142 km for lavtemperaturen. Dette indikerer muligvis bidrag til termisk emission fra tilvækstsøjlen og optisk tykke udstrømninger.

© 2020 Science X Network