Med hjälp av NASA:s Swift och Chandra rymdobservatorier, astronomer har undersökt en ultraluminös röntgenpulsar känd som M51 ULX-7. Studien, detaljerad i ett dokument som publicerades den 16 februari på arXiv pre-print server, kastar mer ljus över denna källas röntgenvariabilitet.

Ultraljusande röntgenkällor (ULX) är punktkällor på himlen som är så ljusa i röntgenstrålar att var och en avger mer strålning än 1 miljon solar sänder ut på alla våglängder. Även om de är mindre lysande än aktiva galaktiska kärnor, de är mer konsekvent lysande än någon känd stjärnprocess.

Astronomer tror i allmänhet att på grund av deras ljusstyrka, de flesta ULX är svarta hål. Dock, färska observationer har funnit att vissa ULX visar koherenta pulsationer. Dessa källor, känd som ultra-luminous X-ray pulsars (ULXPs), är neutronstjärnor som vanligtvis är mindre massiva än svarta hål. Listan över kända ULP:er är fortfarande relativt kort; Således, Att studera föremål av denna klass är avgörande för forskare som utforskar universum med röntgenstrålar.

M51 ULX-7 är en ULXP som är värd för en neutronstjärna som roterar med en spinperiod på cirka 2,8 sekunder. Det är ett binärt system med en period på cirka två dagar, uppvisar en super-orbital modulering med en period på cirka 38 till 39 dagar. Ett team av astronomer ledda av Georgios Vasilopoulos från Yale University tog en närmare titt på superorbital- och orbitalvariabiliteten hos M51 ULX-7 genom att analysera arkivdata från Chandra och Swift.

"Vi studerade variationen av M51 ULX-7, den enda ULXP med en bana som kontinuerligt kan övervakas av röntgenobservatorier, " skrev astronomerna i tidningen.

Observationerna visar att M51 ULX-7 var i ett förlängt lågflödestillstånd. Astronomerna antar att det observerade tillståndet kan vara relaterat till en propellerövergång eller att det kan indikera en variabel super-omloppsperiod som de i andra ackreterande pulsarer.

Vidare, studien upptäckte periodiska nedgångar i Chandra röntgenljuskurvan för M51 ULX-7. De är associerade med den binära omloppsperioden. Detta är första gången som sådana fall har identifierats i en ULXP.

Astronomerna tillade att det fysiska ursprunget för dessa dopp är fortfarande oklart; dock, det föreslår en konfiguration där det binära systemets omloppsplan är närmare en kantorientering.

Resultaten tyder på att masstillväxthastigheten i M51 ULX-7 är super-Eddington. Fynden gjorde det möjligt för teamet att beräkna att den binära omloppsbanan skulle förändras cirka 0,3 sekunder per år.

I avslutande kommentarer, författarna till artikeln noterade att deras forskning understryker behovet av ytterligare studier av ULXP, särskilt långtidsövervakning av sådana källor.

"Från en observationssynpunkt, det visar behovet av långa övervakningsobservationer av ULXP och ULX för att identifiera och bekräfta förekomsten av funktioner relaterade till orbital modulering. Sådana kombinerade ansträngningar skulle bidra till att utveckla en fysiskt motiverad, självkonsekvent modell som kan utforska de centrala motorerna i ULXP, ", avslutade forskarna.

© 2021 Science X Network