XMM-Newton (EPIC-pn) och Chandra (ACIS-S) bakgrundssubtraherade ljuskurvor från alla observationer med QPEs av GSN 069 i ett gemensamt 0,4-1 keV-band. Kredit:Miniutti et al., 2022.
Med hjälp av ESA:s XMM-Newton-satellit och NASA:s rymdfarkost Chandra har ett internationellt team av astronomer undersökt ett märkligt beteende av kvasi-periodiska utbrott (QPE) i en aktiv galax känd som GSN 069. Resultaten av studien, publicerade den 15 juli på arXiv.org , kasta mer ljus över QPE-fenomenets natur.
Kvasiperiodiska röntgenutbrott är ett nyligen upptäckt fenomen som är förknippat med supermassiva svarta hål i galaxernas centrum. De är extrema högamplitudskurar av röntgenstrålning som återkommer med några timmars mellanrum och har sitt ursprung nära de centrala supermassiva svarta hålen (SMBH) i galaktiska kärnor.
GSN 069, som ligger cirka 250 miljoner ljusår bort i konstellationen Sculptor, är en aktiv galax som först upptäcktes 2010 med XMM-Newton. Det centrala svarta hålet i denna galax har en massa på cirka 400 000 solmassor.
XMM-Newton-observationer av GSN 069, utförda i december 2018, avslöjade att -ts röntgenljuskurva visar kortlivade röntgenljus med hög amplitud som återkommer var nionde timme. Dessa QPE visade sig ge en ökning av röntgenräknehastigheten med upp till två storleksordningar i de hårdaste energibanden.
Nu, för att få mer insikt i arten av utbrotten av GSN 069, analyserade en grupp astronomer under ledning av Giovanni Miniutti från Spanish Astrobiology Center i Madrid, Spanien, data från XMM-Newton och Chandra som samlades in mellan 2010 och 2021.
"I detta arbete presenterar vi resultat som erhållits från 12 spetsiga röntgenobservationer av GSN 069 (11 av XMM-Newton och 1 av Chandra) och vi diskuterar egenskaperna på kort och lång tid hos både QPE och kontinuum (vila) emission under de senaste 11 åren", skrev forskarna.
Studien bekräftade att QPE i GSN 069 är ett övergående fenomen. Den första QPE i denna galax identifierades den 24 december 2018 och den sista i januari 2020. Dessa utbrott hade en total tid på mellan 1 och 5,5 år.
Det visade sig att QPE mätt i högenergiband är starkare, toppar tidigare och har kortare varaktighet än när de mäts vid mjukare energier. Det visade sig att den vilande nivåvariationen i observationer med QPE:er uppvisar en kvasi-periodisk oscillation (QPO) vid den genomsnittliga observationsberoende återfallstiden.
Forskningen fann också att röntgenstrålningen av GSN 069, från och med den sista observationen under vilken QPEs detekteras, återigen ljusnade avsevärt och nådde en andra topp cirka 10–11 år efter den första röntgendetekteringen.
Astronomerna drog slutsatsen att QPE-egenskaperna hos GSN 069, tillsammans med den långsiktiga röntgenutvecklingen, kan förklaras av ett scenario där en binär som består av två vita dvärgar (WD) fångas av SMBH vars tidvattenkrafter stöter ut en komponent, medan den andra bildar en binär bana på en mycket excentrisk bana med SMBH.
"Den överlevande WD är fortfarande på en mycket excentrisk bana som krymper på grund av energi- och rörelsemängdsförluster och, efter några år från den första TDE-liknande [tidvattenavbrottshändelse-liknande] händelsen, överfyller sin egen Roche-lob vid varje pericenter De efterföljande tidvattenavdrivningshändelserna producerar de observerade QPEs (en per varje episod av massöverföring vid pericenter), "förklarade forskarna. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
