science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Zwart gat voorbijgaande GRS 1716-249 onderzocht in harde en intermediaire toestanden

MAXI lichtkrommen van GRS 1716-249 in 3-daagse bak tijdens de uitbarsting in 2016-2017 (blauw:2-4 keV; rood:4-10 keV; geel:10-20 keV). De zwarte pijlen markeren de data waarop de NuSTAR-waarnemingen zijn gedaan. Krediet:Jiang et al., 2019.

Astronomen hebben met NASA's Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) een tijdelijk zwart gat onderzocht dat bekend staat als GRS 1716−249. De nieuwe studie biedt cruciale inzichten in de eigenschappen van de bron in zijn harde en intermediaire spectrale toestanden. De resultaten van het onderzoek zijn op 31 december gepubliceerd op arXiv.org.

X-ray dubbelsterren (XRB's) bestaan ​​uit een normale ster of een witte dwerg die massa overbrengt op een compacte neutronenster of een zwart gat. Veel XRB's van zwarte gaten vertonen voorbijgaande gebeurtenissen die worden gekenmerkt door uitbarstingen in de röntgenband.

Tijdens deze uitbarstingen astronomen observeren voornamelijk de harde en zachte spectrale toestanden. In de harde staat, het spectrum wordt gedomineerd door een continuüm in de vorm van een machtswet, terwijl in de zachte staat, het spectrum wordt gedomineerd door een schijf-zwartlichaamemissie. Echter, sommige XRB's van zwarte gaten vertonen ook een tussentoestand waarin het continuüm van de harde machtswet en een component van thermische emissie van de schijf ongeveer dezelfde bijdrage leveren aan het totale spectrum.

Gelegen op ongeveer 7, 800 lichtjaar verwijderd, GRS 1716-249 is een lage-massa X-ray binary (LMXB) ontdekt in 1993. Het is bekend dat de bron uitbarstingen ervaart, en een van hen, het meest recente, werd in december ontdekt, 2016. Astronomen ontdekten dat tijdens deze uitbarsting, GRS 1716-249 benaderde de zachte toestand drie keer; echter, het bereikte nooit de canonieke zachte staat.

Om meer licht te werpen op de spectrale toestanden van GRS 1716-249, een team van astronomen onder leiding van Jiachen Jiang van de Tsinghua Universiteit in Peking, China, heeft zeven NuSTAR-waarnemingen van deze bron geanalyseerd.

"In deze krant, we voeren gedetailleerde spectrale analyse uit van de zeven NuSTAR (Harrison et al. 2013) waarnemingen van GRS 1716-249 die tijdens de uitbarsting in 2016-2017 werden geactiveerd, ’ schreven de astronomen in de krant.

De laatste uitbarsting van GRS 1716-249 duurde acht maanden totdat hij terugkeerde naar de rusttoestand. De eerste zes NuSTAR-waarnemingen onthuld in een canonieke harde staat, terwijl de laatste waarneming zijn tussentoestand onthulde als zowel een schijfthermische component als een machtswetcontinuüm werden geïdentificeerd.

Vooral, de astronomen legden uit dat de eerste vier waarnemingen werden gedaan in de stijgende fase van de uitbarsting. In deze fase, de spectra van GRS 1716−249 vertonen een consistente spectrale vorm maar een toenemende röntgenhelderheid, van 0,8 tot 1,2 procent van de Eddington-helderheid.

Nadien, de spectra van de volgende twee waarnemingen worden zachter, hoewel de bron op een vergelijkbare röntgenhelderheid blijft. Opgemerkt werd dat de zesde waarneming de laagste hoge energiegrens in de coronale emissie vertoont, wat duidt op een koele coronale temperatuur (onder 50 keV).

Eindelijk, de spectra van de zevende waarneming vertonen een combinatie van een schijf thermische emissie, een zachtere coronale emissie, en een sterke schijfreflectiecomponent. Dit, volgens de astronomen geeft aan dat GRS 1716−249 zich in een intermediaire toestand met zeer lage flux bevindt. Er werd ook gevonden dat de bron de laagste röntgenhelderheid vertoonde in de laatste waarneming, maar heeft een vergelijkbare absolute flux van de schijfreflectiecomponent in vergelijking met eerdere waarnemingen, wat een mogelijke verandering in de geometrie van de corona suggereert.

In de slotopmerkingen, de onderzoekers merkten op dat de tussentoestand van GRS 1716−249 een vergelijkbare schijfdichtheid vertoont als de tussentoestand van de röntgenbron Cygnus X-1, maar heeft een veel lagere helderheid in de röntgenband.

© 2020 Wetenschap X Netwerk