Met behulp van de Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT), astronomen van het Shanghai Astronomical Observatory in China hebben een lage frequentie gedetecteerd, quasi-periodieke oscillatie in een X-ray binair zwart gat met hoge massa bekend als Cygnus X-1. De bevinding wordt gerapporteerd in een paper dat op 29 april is gepubliceerd arXiv.org .

Röntgendubbelsterren bestaan ​​uit een normale ster of een witte dwerg die massa overbrengt op een compacte neutronenster of een zwart gat. Op basis van de massa van de begeleidende ster, astronomen verdelen ze in lage-massa X-ray binaries (LMXB's) en hoge-mass X-ray binaries (HMXB's).

Röntgendubbelsterren kunnen röntgenvariabiliteit vertonen in de vorm van relatief scherpe quasi-periodieke oscillaties (QPO's) met frequenties van millihertz (mHz) tot kilohertz (kHz). Onderzoekers geloven dat QPO's optreden wanneer röntgenstralen worden uitgezonden nabij de binnenrand van een accretieschijf waarin gas wervelt op een compact object zoals een neutronenster of een zwart gat. Over het algemeen, QPO's zijn onderverdeeld in type A, -B, en C, volgens hun frequentie, amplitude en coherentie.

Gelegen op ongeveer 6, 100 lichtjaar verwijderd van de aarde in het sterrenbeeld Cygnus, Cygnus X-1 is een heldere, persistente HMXB bestaande uit een zwart gat dat materie aanwast van een OB-ster. Eerdere waarnemingen van deze bron hebben aangetoond dat de emissie van röntgenstraling dramatische veranderingen ondergaat in spectrale verdeling en helderheid.

Nutsvoorzieningen, een team van astronomen onder leiding van Zhen Yan meldt de detectie van een kortstondige, laagfrequente QPO in Cygnus X-1. De bevinding is gedaan met behulp van HXMT (ook bekend als Insight), China's eerste röntgenastronomiesatelliet.

"In deze krant, we rapporteren de detectie van een mHz QPO in een van de Insight-HXMT-waarnemingen van Cygnus X-1 tijdens de zachte toestand, ' schreven de onderzoekers in het onderzoek.

De QPO werd gedetecteerd op 88 mHz, tijdens de eerste 200 minuten van de langste HXMT-waarneming van Cygnus X-1 die plaatsvond in augustus 2017. De fractionele root-mean-square (RMS) amplitude van deze QPO lijkt energie-onafhankelijk te zijn omdat deze afneemt bij lagere energie.

HXMT-gegevens suggereren dat de mHz QPO die is geïdentificeerd in Cygnus X-1 verschilt van de type-A, -B, en -C QPO's die gewoonlijk worden waargenomen in röntgendubbelsterren van zwarte gaten (BH XRB's). Bijvoorbeeld, het heeft een grote kwaliteitsfactor, die vergelijkbaar is met de type-C QPO's, echter, de frequentie en RMS zijn kleiner dan de meeste type-C QPO's die zijn waargenomen in andere BH XRB's.

De resultaten stelden de astronomen ook in staat meer licht te werpen op de parameters van Cygnus X-1. De gegevens geven aan dat het systeem een ​​omlooptijd heeft van ongeveer 5,6 dagen, de massa van het zwarte gat is ongeveer 21,2 zonsmassa's, en de afstand is groter dan eerder werd gedacht - zo'n 7, 200 lichtjaar.

In de slotopmerkingen, de onderzoekers gaven een verklaring voor de oorsprong van QPO's die in vergelijkbare systemen worden gevonden.

"We vergelijken QPO's met vergelijkbare frequenties die eerder zijn gedetecteerd in een andere persistente hoge-massa-röntgenbundel in de zachte toestand, we speculeren dat dergelijke QPO's verband kunnen houden met een lokale inhomogeniteit die zelden wordt gevormd in de accretiestroom van door wind gevoede accretiesystemen, ’ schreven de auteurs van het artikel.

© 2021 Science X Network