Supergiant eclipsing binær IGR J18027–2016 undersøgt i detaljer

Ved at bruge data fra ESA's XMM-Newton og NASA's Swift-rumfartøj, astronomer har udført en detaljeret tidsmæssig og spektral undersøgelse af en formørkende supergigant røntgen-binær kendt som IGR J18027-2016. Resultaterne af denne forskning giver vigtig indsigt i dette systems egenskaber. Undersøgelsen blev offentliggjort den 28. december på arXiv.org.

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).

Under hensyntagen til den spektrale type af ledsagerstjernen, de akkretionsmekanismer, der finder sted, og deres røntgenopførsel, HMXB'er klassificeres yderligere i Be (senere kaldet BeXB'er) eller supergigantiske røntgenbinære (SgXB'er). Observationer viser, at i SgXBs, kompakte objekter er typisk i korte kredsløb (perioder mellem en og 10 dage) omkring en OB-supergigantisk ledsager. I sådanne systemer, tilvækst kan drives af en kraftig supergigantisk stjernevind.

Beliggende omkring 40, 400 lysår væk, IGR J18027–2016 er en skjult SgXB opdaget af rumfartøjet International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL). Opfølgende observationer af dette system fandt ud af, at det er en formørkende HMXB, der består af en røntgenpulsar, der opstår fra vinden fra en sen OB superkæmpestjerne med en radius på omkring 20 solradier. Omløbsperioden for IGR J18027-2016 blev beregnet til at være cirka 4,57 dage.

Tidligere undersøgelser antydede, at stjernernes vindklumper kan være ansvarlige for den kort- og langsigtede variabilitet og spektrale adfærd af IGR J18027-2016. For yderligere at undersøge denne hypotese, et hold af astronomer ledet af Federico A. Fogantini fra det argentinske institut for radioastronomi har udført en detaljeret tidsmæssig og spektral analyse af alle offentligt tilgængelige XMM-Newton- og Swift-observationer af dette system.

"Vi sigter på at undersøge de geometriske og fysiske egenskaber af stjernevindstrukturer dannet af samspillet mellem det kompakte objekt og den supergigantiske stjerne. I dette arbejde, vi analyserer den tidsmæssige og spektrale udvikling af denne kilde langs dens kredsløb ved hjælp af seks arkiv-XMM-Newton-observationer og den akkumulerede Swift/BAT [Burst Alert Telescope] hårde røntgenlyskurve, " skrev astronomerne i avisen.

Dataene viser, at IGR J18027-2016 har en asymmetrisk formørkelsesprofil, der spænder over en brøkdel på omkring 0,2 af den samlede orbitale cyklus. Lyskurverne viser, at kilden hærder under formørkelsens ind- og udgang.

Ifølge undersøgelsen lyskurverne i de bløde og hårde energibånd udviser lignende udblændingsadfærd, hvad der peger på stjernernes vindtilvækst som oprindelsen til røntgenstrålingen fra kilden.

Desuden, spektrene viser et stærkt absorberet kraftlov-lignende kontinuum med Fe-linje og absorptionstræk stærkt afhængige af orbitalfasen. Forskerne fandt ud af, at tætheden af ​​absorptionssøjlen før formørkelse er omkring 1,5 gange højere end den for overgangen fra formørkelsen.

Forsøger at forklare den observerede adfærd af IGR J18027–2016, forskerne overvejer et fotoioniserings-våge, der følger neutronstjernen, og et accretion-våge.

Ved at kombinere de fysiske egenskaber afledt af spektralanalysen, vi foreslår et scenarie, hvor et fotoioniseringsvåge (hovedsageligt) og et tilvækstvåge (sekundært) er ansvarlige for den orbitale udvikling af absorptionssøjlen, kontinuumemissionen og variabiliteten set ved Fe-line komplekset, " skrev forfatterne af avisen.

Flere observationer af IGR J18027–2016, hovedsageligt i faser før formørkelsen og efter inferior konjunktion, kunne være behjælpelig med at bekræfte antagelserne præsenteret i undersøgelsen.

© 2021 Science X Network