Astronomen hebben een timinganalyse uitgevoerd van de ultralichtgevende röntgenbron NGC 247 ULX-1 met behulp van ESA's XMM-Newton-ruimtevaartuig. De studie detecteerde quasi-periodieke onderdompeling in de röntgenlichtcurve van deze bron. De bevinding wordt gerapporteerd in een paper gepubliceerd op 22 april op de arXiv pre-print server.

Ultraluminous X-ray sources (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. Ze zijn minder lichtgevend dan actieve galactische kernen (AGN), maar consistenter lichtgevend dan enig bekend stellair proces. Hoewel er talrijke onderzoeken naar ULX's zijn uitgevoerd, de fundamentele aard van deze bronnen blijft nog steeds onopgelost.

NGC 247 ULX-1 is een superzachte ULX in het tussenliggende spiraalstelsel NGC 247 op zo'n 11,1 miljoen lichtjaar afstand. Het schakelt tussen de zachte ultralichte röntgenstaat en de superzachte ultralichte staat. Eerdere waarnemingen van NGC 247 ULX-1 suggereerden de aanwezigheid van sterke dalingen in de bronflux in de lichtcurve. Dergelijk dompelgedrag wordt nog steeds slecht begrepen, maar het kan erop wijzen dat we deze bronnen met een hoge neiging bekijken of het kan een bewijs zijn voor een voorafgaande schijf.

Een team van astronomen onder leiding van William Alston van het European Space Astronomy Centre (ESAC) in Madrid, Spanje, heeft NGC 247 ULX-1 onderzocht met XMM-Newton, in de hoop de aanwezigheid van dips te bevestigen en meer licht te werpen op hun eigenschappen.

"NGC 247 ULX-1 werd acht keer waargenomen door XMM-Newton gedurende een maand, vanaf 3 december 2019. Zeven waarnemingen hebben een duur van ∼ 115 ks en één duurt ∼ 55 ks. Twee korte (∼ 35 ks) waarnemingen uit 2016 zijn niet opgenomen in deze analyse omdat ze te kort zijn om Fourier-frequenties onder ∼ 1 × 10 te onderzoeken ⁻⁴ Hertz, ’ schreven de onderzoekers in de krant.

De waarnemingen onthulden diepe en frequente dips in de lichtcurve van NGC 247 ULX-1 op 1, 000 tot 10, 000 s tijdschalen. De amplitude van deze dalingen neemt toe met toenemende energiebanden, aangezien de variaties groter zijn bij hogere energieën in zowel de dip- als niet-dip-tijdperken.

Uit analyse van het tijdreeksveranderingspunt bleek dat de dipperiodes hoogstwaarschijnlijk rond 5, 000 en 10, 000 seconden. Dit komt overeen met de piektijdschalen die zijn waargenomen in de vermogensspectra. Echter, verschillende brede dips (met perioden boven de 15, 000 seconden) zijn ook geïdentificeerd, wat een alternatief mechanisme suggereert voor deze dips van langere duur.

Volgens de auteurs van het artikel, de resultaten laten zien dat de gedetecteerde quasi-periodieke dips in NGC 247 ULX-1 mogelijk verband houden met een structuur in de buitenste schijf waar de fotosfeer optisch dun wordt. Ze merkten op dat de aanwezigheid van dips en hun lange tijdschalen het scenario ondersteunen waarin zachte ULX's voornamelijk langs de rand van de wind worden gezien.

"De dips kunnen worden veroorzaakt door ofwel de occultatie van de centrale röntgenbron door een optisch dikke structuur, zoals kromtrekken van de accretieschijf, of door verduistering door een wind gelanceerd vanaf de accretieschijf, of allebei. Dit gedrag ondersteunt het idee dat superzachte ULX's dicht bij de rand van de accretieschijf worden bekeken, ’ legden de astronomen uit.

© 2021 Science X Network