Astronomer har undersökt en transient av ett svart hål som kallas GRS 1716−249 med NASA:s Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). Den nya studien ger avgörande insikter om egenskaperna hos källan i dess hårda och mellanliggande spektrala tillstånd. Resultaten av forskningen publicerades den 31 december på arXiv.org.

Röntgenbinärer (XRB) består av en normal stjärna eller en vit dvärg som överför massa till en kompakt en neutronstjärna eller ett svart hål. Många svarta håls XRB visar övergående händelser som kännetecknas av utbrott i röntgenbandet.

Under dessa utbrott, astronomer observerar främst de hårda och mjuka spektraltillstånden. I det hårda tillståndet, spektrumet domineras av ett maktlagsformat kontinuum, i det mjuka tillståndet, spektrumet domineras av en skiva-svartkropp-emission. Dock, vissa svarta håls XRB:er uppvisar också ett mellantillstånd där det hårda kraftlagskontinuumet och en termisk emissionskomponent från skivan ger ungefär samma bidrag till det totala spektrumet.

Ligger cirka 7, 800 ljusår bort, GRS 1716−249 är en lågmassröntgenbinär (LMXB) upptäckt 1993. Källan är känd för att uppleva utbrott, och en av dem, den senaste, upptäcktes i december, 2016. Astronomer fann att under detta utbrott, GRS 1716−249 närmade sig det mjuka tillståndet tre gånger; dock, den nådde aldrig det kanoniska mjuka tillståndet.

För att belysa spektraltillstånden i GRS 1716−249 mer, ett team av astronomer ledda av Jiachen Jiang från Tsinghua University i Peking, Kina, har analyserat sju NuSTAR-observationer av denna källa.

"I det här pappret, vi utför detaljerad spektralanalys av de sju NuSTAR (Harrison et al. 2013) observationer av GRS 1716−249 som utlöstes under utbrottet 2016–2017, " skrev astronomerna i tidningen.

Det senaste utbrottet av GRS 1716−249 varade i åtta månader tills det återgick till det vilande tillståndet. De första sex NuSTAR-observationerna avslöjades i ett kanoniskt hårt tillstånd, medan den sista observationen avslöjade dess mellanliggande tillstånd då både en termisk skivkomponent och ett kraftlagskontinuum identifierades.

Särskilt, astronomerna förklarade att de fyra första observationerna gjordes i den stigande fasen av utbrottet. I denna fas, spektra av GRS 1716−249 visar en konsekvent spektral form men en ökande röntgenljusstyrka, från 0,8 till 1,2 procent av Eddington-ljusstyrkan.

Efteråt, spektra för de följande två observationerna blir mjukare även om källan förblir på en liknande röntgenljusstyrka. Det noterades att den sjätte observationen visar den lägsta höga energigränsen i koronala utsläpp, vad som indikerar en kall koronal temperatur (under 50 keV).

Till sist, spektra för den sjunde observationen uppvisar en kombination av en skivvärmemission, en mjukare koronal emission, och en stark skivreflektionskomponent. Detta, enligt astronomerna, indikerar att GRS 1716−249 är i ett mellantillstånd med mycket lågt flöde. Det visade sig också att källan visar den lägsta röntgenljusstyrkan i den senaste observationen, men har ett liknande absolut flöde från skivreflektionskomponenten jämfört med tidigare observationer, vad som tyder på en möjlig förändring i koronans geometri.

I avslutande kommentarer, forskarna noterade att mellantillståndet för GRS 1716−249 visar en liknande diskdensitet som mellantillståndet för röntgenkällan Cygnus X-1, men har en mycket lägre ljusstyrka i röntgenbandet.

© 2020 Science X Network