Met behulp van het AstroSat-ruimtevaartuig, Indiase astronomen hebben de Cepheus X-4 röntgenpulsar waargenomen tijdens zijn uitbarsting in 2018. De resultaten van deze waarnemingen geven belangrijke inzichten in de eigenschappen van deze uitbarsting en werpen meer licht op de aard van de pulsar. De studie werd gepresenteerd in een paper gepubliceerd op 8 juli op arXiv.org.

Röntgenpulsars (ook bekend als accretie-aangedreven pulsars) zijn bronnen die strikte periodieke variaties in röntgenintensiteit vertonen, bestaande uit een gemagnetiseerde neutronenster in een baan met een normale stellaire metgezel. In deze binaire systemen, de röntgenstraling wordt mogelijk gemaakt door het vrijkomen van potentiële zwaartekrachtenergie wanneer materiaal wordt aangegroeid door een enorme metgezel. Röntgenpulsars behoren tot de meest lichtgevende objecten aan de röntgenhemel.

Op een afstand van ongeveer 33, 250 lichtjaar verwijderd, Cepheus X-4 werd in 1972 ontdekt door een röntgentelescoop van de Orbiting Solar Observatory 7 (OSO-7) satelliet als een voorbijgaande bron. Latere waarnemingen van deze bron hebben uitgewezen dat het een Be-binair pulsarsysteem is met een draaiperiode van 66,25 seconden. In het algemeen, Be-binaire pulsars zijn een klasse van high-mass X-ray binaries (HXMB's), waar een neutronenster een Be-ster als metgezel heeft, toont significante variaties van de lichtsterkte van de bron en de pulsperiode tijdens de uitbarstingsactiviteit.

Kallol Mukerjee en H. M. Antia van het Tata Institute of Fundamental Research in Mumbai, Indië, de timing en spectroscopische eigenschappen van Cepheus X-4 verder onderzocht door Cepheus X-4 met AstroSat in juli 2018 te observeren tijdens zijn uitbarstingsactiviteit.

"Timing en spectrale eigenschappen van Cepheus X-4 werden bestudeerd tijdens de afnemende fase van de uitbarsting van 2018, met behulp van AstroSat-waarnemingen bij twee verschillende bronhelderheden, ’ schreven de astronomen in de krant.

Cepheus X-4 werd waargenomen met AstroSat bij lichtsterkten van 20,4 en 10,2 duodecillion erg/s. De lichtcurven vertoonden sterke pulsatie en co-gerelateerde röntgenintensiteitsvariatie in 0,5-8,0 keV en 3-60 keV energiebanden.

De spinperiode van Cepheus X-4 werd bepaald op ongeveer 65,35 seconden, terwijl de spin-downsnelheid werd geschat tussen -2,1 en -1,6 pHz/s. Bovendien, er werd vastgesteld dat de pulsar de afgelopen 30 jaar continu ronddraaide met een gemiddelde snelheid van ongeveer -0,02455 pHz/s, vanwege zijn intrede in het subsonische propellerregime.

De waarnemingen ontdekten ook een cyclotronlijn in de röntgenspectra van Cepheus X-4, waardoor de onderzoekers de variatie van de sterkte van het magnetische veld over de pulsfase van de pulsar konden bepalen. Deze parameter werd gemeten te variëren tussen 3,2 en 3,7 biljoen G.

Echter, de wetenschappers merkten op dat er nog meer waarnemingen nodig zijn om definitieve conclusies te trekken met betrekking tot de spectrale variabiliteit van Cepheus X-4 en de variatie van zijn magnetische veldsterkte.

"Verder, vervolgobservatie van de bron tijdens zijn zeldzame uitbarstingen zou ons ruimte bieden voor studie van spectrale variabiliteit met bronhelderheid, variatie van magnetische veldsterkte in de tijd en om de aard van de accretiekolom en geometrie te onderzoeken waar cyclotronlijnen worden geproduceerd, ’ legden de astronomen uit.

© 2021 Science X Network