X-ışını ikili GX 339−4’te algılanan yarı periyodik salınımlar

Çinli gökbilimciler, GX 339-4 olarak bilinen düşük kütleli bir X-ışını ikili sisteminin en son patlamasını gözlemlemek için Sert X-ışını Modülasyon Teleskobu’nu (HXMT) kullandılar. Bu kaynakta yeni yarı periyodik salınımlar tespit ettiler. Bulguları ön baskı sunucusunda yayınlandı arXiv.

X-ışını ikili dosyaları (XRB’ler), kompakt bir nötron yıldızına veya bir kara deliğe kütle aktaran normal bir yıldız veya beyaz cüceden oluşur. Gökbilimciler, eşlik eden yıldızın kütlesine bağlı olarak onları düşük kütleli X-ışını ikili dosyalarına (LMXB) ve yüksek kütleli X-ışını ikili dosyalarına (HMXB) ayırır.

Dünya’dan yaklaşık 39.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan GX 339-4, ilk kez 1973’te tespit edilen yinelenen bir kara delik LMXB’dir. Kara deliğinin güneşten en az 5,8 kat daha büyük olduğu tahmin edilmektedir. GX 339−4 sık sık patlamalara maruz kaldı, yarı periyodik salınımlar (QPO’lar) yaşadı ve son otuz yılda tüm kara delik yığılma durumlarını sergiledi.

Sonuç olarak, GX 339-4 tüm dalga boylarında kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır ve bu da onu en çok çalışılan kara delik LMXB’lerinden biri haline getirir.

GX 339-4’ün son patlaması 2021’in başlarında başladı ve Çin’deki Wuhan Üniversitesi’nden Wei Wang liderliğindeki bir gökbilimciler ekibi, bu sistemin davranışına daha fazla ışık tutmak için bu olayın HXMT gözlemlerini gerçekleştirmeye karar verdi. Bu, yeni yarı periyodik salınımların (QPO’lar) tespit edilmesiyle sonuçlandı.

Genel olarak, QPO’ların, gazın bir nötron yıldızı veya bir kara delik gibi kompakt bir nesne üzerinde girdaplar oluşturduğu bir birikim diskinin iç kenarına yakın bir yerde X-ışınları yayıldığında meydana geldiğine inanılır. Kara delik X-ışını ikili sistemlerindeki QPO’lar, kalite faktörü ve salınımla ilişkili gürültünün şekli gibi özelliklere dayalı olarak A Tipi, -B veya -C olarak sınıflandırılır.

“Insight-HXMT’nin Şubat-Mart 2021 verilerini kullanarak bu yeni patlamanın X-ışını zamanlama analizini yapıyoruz. Sayım oranları, sertlik-yoğunluk diyagramı (HID) ve güç yoğunluğu spektrumu (PDS) sonuçlarına göre , kaynağın düşük-sert durumdan (LHS) orta-sert duruma (HIMS) spektral geçişler sergilediğini onaylıyoruz.LHS’den HIMS’e geçiş sırasında, düşük frekanslı yarı periyodik salınımlar (LFQPO’lar) tespit edilir. PDS’de, “araştırmacılar açıkladı.

Gözlemler, düşük-sert durumda 0,1’den 0,6 Hz’e ve zor-orta durumda 1−3 Hz frekans aralığında gelişen merkez frekansları ile C tipi QPO’ları saptadı. Makalenin yazarları, Type-C QPO’ların kara delik XRB’lerinde en yaygın QPO türü olduğunu ve çoğunlukla düşük-sert ve orta-sert durumlarda meydana geldiğini belirtti.

Ayrıca, Wang’ın ekibi ilk kez GX 339-4’te bir faz gecikmesi davranışı (50-100 keV bandında) belirlemeyi başardı. QPO centroid frekansı 0,2 Hz’nin altında olduğunda gecikmenin negatif olduğu, ancak bundan sonra pozitif hale geldiği ortaya çıktı. Bununla birlikte, faz gecikmeleri gibi fiziksel mekanizmaları anlamak için daha fazla gözlem gereklidir.

Çalışma ayrıca, ortalama karekök (rms) -enerji spektrumunda, QPO rms’nin önce düşük enerjide düz kaldığını ve ardından 10 keV’nin altında yaklaşık %10’dan 50 keV’nin üzerinde %2’ye düştüğünü buldu. Araştırmacılar, QPO’ların rms’leri ile 10 keV’nin üzerindeki foton enerjisi arasındaki aynı korelasyonun, QPO frekansının 1 Hz’den az olduğu 2006/2007 patlaması sırasında meydana geldiğini eklediler.

© 2023 Bilim X Ağı