Samtidiga spektrala och tidsmässiga observationer av det nyupptäckta svarta hålets röntgenbinära (BHXB) MAXI J1820+070 med hjälp av rymdfarkosten AstroSat, har levererat fler insikter om egenskaperna hos denna källa. Resultat av studien, presenteras i en artikel publicerad den 6 januari på arXiv.org, kan vara till hjälp för att förbättra vår förståelse av svarta håls binärer i allmänhet.

Röntgenbinärer består av en normal stjärna eller en vit dvärg som överför massa till en kompakt neutronstjärna eller ett svart hål (BHXB). Under utbrott, BHXBs visar slumpmässiga kortsiktiga variationer i deras flöde, och sådant beteende är föremål för många studier som syftar till att reda ut deras ursprung.

Observationer har visat att röntgenvariabiliteten i BHXB är väl representerad av deras effektdensitetsspektra (PDS). I de flesta fallen, dessa spektra kännetecknas av bredbandskontinuumbrusliknande egenskaper, dock, de uppvisar ibland smala toppegenskaper som kallas kvasi-periodiska oscillationer (QPOs). Den exakta mekanismen för sådana svängningar är fortfarande inte helt klarlagd och kräver ytterligare studier.

Ligger cirka 11, 300 ljusår bort, MAXI J1820+070 är en BHXB som först upptäcktes i mars 2018 som en röntgentransient från svarta hål. Dess utbrottscykel visade sig vara i nästan ett år, visar upp snabba, frekvent, alternerande övergångar mellan hårda och mjuka spektraltillstånd. Indiska astronomer, ledd av Sneha Prakash Mudambi från Christ University i Bangalore, Indien, bestämde mig för att ta en närmare titt på denna binära, i hopp om att få mer detaljerad information om dess egenskaper.

"Vi rapporterar resultaten av spektro-timing analys av MAXI J1820+070 som observerats av SXT och LAXPC ombord på AstroSat för första gången. Vi har analyserat ~93 ks observerad data motsvarande 15 individuella satellitbanor, " skrev astronomerna i tidningen.

Enligt studien, spektrumet för MAXI J1820+070 visade sig domineras av en termisk komptoniseringskomponent tillsammans med skivemission och en reflektionskomponent. Spektralindex uppmättes till ungefär 1,61, vilket antyder att källan var i det hårda spektrala tillståndet med en sval skiva (disktemperatur på cirka 0,22 keV) stympad på ett stort avstånd (cirka 526 kilometer).

Vidare, studien upptäckte en kvasi-periodisk oscillation med tyngdpunktsfrekvensen på 47,7 mHz. Astronomerna noterade att PDS för MAXI J1820+070, förutom denna QPO, skulle kunna modelleras med fyra andra komponenter:en svag oscillation vid 109,4 mHz och tre breddade bruspuckel fördelade över 0,004 till 30 Hz.

"Spektrumet visar en framträdande QPO vid 47,7 mHz och tre breddade bruspuckel, som kan representeras av Lorentzians. Det finns också en svag funktion vid 109,4 mHz, " står det i tidningen.

Sammanfattning av resultaten, forskarna betonade AstroSats betydelse för spektrala och tidsmässiga studier av röntgenbinärer och andra källor. De tillade att satelliten har förmågan att mäta bredbandets tidsgenomsnittliga spektrum och det energiberoende temporala beteendet hos sådana system som MAXI J1820+070, vilket gör det möjligt för forskare att kvantitativt anpassa både spektrala och tidsmässiga data.

© 2020 Science X Network