Met behulp van NASA's Swift en Chandra ruimteobservatoria, astronomen hebben een ultralichtgevende röntgenpulsar onderzocht die bekend staat als M51 ULX-7. De studie, gedetailleerd in een paper gepubliceerd op 16 februari op de arXiv pre-print server, werpt meer licht op de röntgenvariabiliteit van deze bron.

Ultralichtgevende röntgenbronnen (ULX's) zijn puntbronnen aan de hemel die zo helder zijn in röntgenstralen dat ze elk meer straling uitzenden dan 1 miljoen zonnen op alle golflengten. Hoewel ze minder lichtgevend zijn dan actieve galactische kernen, ze zijn consistenter lichtgevend dan enig bekend stellair proces.

Astronomen geloven over het algemeen dat vanwege hun helderheid, de meeste ULX's zijn zwarte gaten. Echter, recente waarnemingen hebben aangetoond dat sommige ULX's coherente pulsaties vertonen. Deze bronnen, bekend als ultralichtgevende röntgenpulsars (ULXP's), zijn neutronensterren die doorgaans minder massief zijn dan zwarte gaten. De lijst met bekende ULP's is nog relatief kort; dus, het bestuderen van objecten van deze klasse is essentieel voor onderzoekers die het universum met röntgenstralen verkennen.

M51 ULX-7 is een ULXP met een neutronenster die ronddraait met een spinperiode van ongeveer 2,8 seconden. Het is een binair systeem met een periode van ongeveer twee dagen, vertonen een superorbitale modulatie met een periode van ongeveer 38 tot 39 dagen. Een team van astronomen onder leiding van Georgios Vasilopoulos van de Yale University heeft de superorbitale en orbitale variabiliteit van M51 ULX-7 onder de loep genomen door archiefgegevens van Chandra en Swift te analyseren.

"We hebben de variabiliteit van M51 ULX-7 bestudeerd, de enige ULXP met een baan die continu kan worden gecontroleerd door röntgenobservatoria, ’ schreven de astronomen in de krant.

De waarnemingen laten zien dat M51 ULX-7 zich in een verlengde lage-fluxtoestand bevond. De astronomen veronderstellen dat de waargenomen toestand verband zou kunnen houden met een propellerovergang of dat het zou kunnen wijzen op een variabele superorbitale periode zoals die in andere accretiepulsars.

Verder, de studie detecteerde periodieke dips in de Chandra-röntgenlichtcurve van M51 ULX-7. Ze worden geassocieerd met de binaire omlooptijd. Dit is de eerste keer dat dergelijke dips zijn vastgesteld in een ULXP.

De astronomen voegden eraan toe dat de fysieke oorsprong van deze dips onduidelijk blijft; echter, het suggereert een configuratie waarbij het orbitale vlak van het binaire systeem dichter bij een edge-on-oriëntatie ligt.

De resultaten suggereren dat de massa-aanwassnelheid in M51 ULX-7 super-Eddington is. Dankzij de bevindingen kon het team berekenen dat de baan van de binaire ster ongeveer 0,3 seconden per jaar zou moeten veranderen.

In de slotopmerkingen, de auteurs van het artikel merkten op dat hun onderzoek de noodzaak van verder onderzoek naar ULXP's onderstreept, met name monitoring op lange termijn van dergelijke bronnen.

"Vanuit een observatiestandpunt, het toont de noodzaak aan van lange monitoringwaarnemingen van ULXP's en ULX's om de aanwezigheid van kenmerken die verband houden met orbitale modulatie te identificeren en te bevestigen. Dergelijke gecombineerde inspanningen zouden helpen om een ​​fysiek gemotiveerde, zelfconsistent model dat de centrale motoren van ULXP's kan verkennen, ’ concludeerden de wetenschappers.

© 2021 Science X Network