Met behulp van NASA's Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) ruimtevaartuig, Russische astronomen hebben een voorbijgaande röntgenpulsar onderzocht die bekend staat als XTE J1946+274. Resultaten van de studie, gepresenteerd in een paper gepubliceerd op 11 oktober op arXiv.org, meer inzicht geven in de aard van dit object.

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.

XTE J1946+274 is een voorbijgaande röntgenpulsar die voor het eerst werd gedetecteerd tijdens zijn uitbarsting in september 1998 met de All-Sky Monitor (ASM) aan boord van de Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE). De pulsar bevindt zich op ongeveer 32, 000 lichtjaar verwijderd en vertoont coherente pulsaties met een periode van 15,83 seconden.

De laatste uitbarsting van XTE J1946+274 vond plaats in 2018 en een team van astronomen onder leiding van Alena Gorban van het Russian Space Research Institute besloot NuSTAR in te zetten om spectrale en timinganalyses uit te voeren van de emissie van deze pulsar. Het onderzoek werd aangevuld met gegevens van NASA's Swift-ruimtevaartuig.

"In deze krant, we analyseerden de waarnemingsgegevens voor de röntgenpulsar XTE J1946+274, verkregen met het Nustar-observatorium in juni 2018, ’ schreven de onderzoekers.

Uit het onderzoek van Gorbans team bleek dat het breedbandspectrum van de XTE J1946+274 het best kan worden beschreven door ofwel het Comptonization-model, of door een machtswet met een hoge energie exponentiële cutoff, inclusief de absorptie bij lage energieën en de fluorescerende ijzerlijn bij 6,4 keV.

Bovendien, een cyclotron-absorptielijn met een energie van ongeveer 38 keV werd gedetecteerd in het spectrum van de pulsar, bevestiging van de aannames op basis van eerdere waarnemingen. Dankzij de detectie konden de astronomen de magnetische veldsterkte op het oppervlak van de neutronenster van de pulsar berekenen. Deze waarde werd geschat op een niveau van 3,2 biljoen G.

Volgens het blad, de waargenomen pulsprofielen van XTE J1946+274 veranderen merkbaar met toenemende energie. De waarnemingen identificeerden twee pieken die ongeveer door de helft van de fase van elkaar gescheiden waren bij energieën van 3 tot 20 keV. De onderzoekers bieden een hypothese die dergelijk gedrag zou kunnen verklaren.

"De meest natuurlijke verklaring voor dit feit is dat deze twee pieken verband houden met de emissie van de twee neutronensterpolen. Naarmate de energie toeneemt, deze pieken worden omgezet in één piek die wordt waargenomen tot ongeveer 79 keV, ’ schreven de auteurs van de studie.

Uit het onderzoek bleek ook dat de maxima van de equivalente breedtes van de ijzerlijn niet samenvallen met de maxima van het pulsprofiel. De bevinding stelde de wetenschappers in staat om de tijdvertraging (ongeveer 12,6 seconden) tussen de emissie- en equivalente breedtepieken te bepalen, wat overeenkomt met een afstand van ongeveer 3,8 miljoen kilometer. Deze waarde overschrijdt de binnenmaat van de accretieschijf, maar is veel kleiner dan de afstand tot de begeleidende ster van XTE J1946+274.

© 2021 Science X Network