Foto de Chandra Cygnus X-1. Crédito: NASA / CXC.
Usando el Telescopio de Modulación de Rayos X Duros (HXMT), los astrónomos del Observatorio Astronómico de Shanghai en China detectaron oscilaciones cuasi-periódicas de baja frecuencia en un sistema de rayos X dobles de agujero negro de gran masa conocido como Cygnus X-1. El descubrimiento fue descrito en un artículo publicado el 29 de abril. arXiv.org.
Los sistemas de rayos X duales consisten en una estrella normal o una enana blanca que transfiere masa a una estrella de neutrones compacta o un agujero negro. Según la masa de la estrella compañera, los astrónomos los dividen en sistemas binarios de rayos X de baja masa (LMXB) y binarios de rayos X de alta masa (HMXB).
Los sistemas de rayos X duales pueden presentar variaciones en los rayos X en forma de oscilaciones cuasi-periódicas relativamente agudas (QPO) con frecuencias que van desde milihercios (mHz) hasta kilohercios (kHz). Los científicos creen que la QPO ocurre cuando se emiten rayos X cerca del borde interior de un disco de acreción donde el gas forma remolinos en un objeto compacto como una estrella de neutrones o un agujero negro. Generalmente, QPO se clasifica en tipos-A, -B y -C debido a su frecuencia, amplitud y coherencia.
Ubicado a unos 6.100 años luz de la Tierra en la constelación Cygnus X-1, el Cygnus X-1 es un HMXB brillante y permanente que consiste en un material de acumulación de agujero negro de la estrella OB. Las observaciones anteriores de esta fuente han demostrado que su emisión de rayos X sufre cambios dramáticos en la distribución espectral y el brillo.
Ahora, un equipo de astrónomos dirigido por Zhen Yan informa sobre la detección de QPO de baja frecuencia a corto plazo en Cygnus X-1. El descubrimiento se realizó utilizando HXMT (también conocido como Insight), el primer satélite astronómico de rayos X de China.
“En este artículo, describimos la detección de QPO mHz en una de las observaciones Insight-HXMT de Cygnus X-1 durante un estado blando”, escribieron los investigadores en el estudio.
Se detectó QPO a 88 mHz, durante los primeros 200 minutos de la observación más larga de HXMT Cygnus X-1 que tuvo lugar en agosto de 2017. La amplitud del cuadrado medio fraccional (RMS) de este QPO parece ser independiente de la energía, ya que disminuye a menor energía.
Los datos de HXMT sugieren que el QPO en mHz identificado en Cygnus X-1 difiere del QPO tipo-A, -B y -C comúnmente observado en sistemas binarios de doble agujero negro (BH XRB). Por ejemplo, tiene un factor de alta calidad que es similar al QPO tipo C, sin embargo, su frecuencia y RMS son más bajos que la mayoría de los QPO tipo C observados en otros BH XRB.
Los resultados también permitieron a los astrónomos arrojar más luz sobre los parámetros de Cygnus X-1. Los datos indican que el sistema tiene un período orbital de alrededor de 5,6 días, el agujero negro tiene una masa de alrededor de 21,2 masas solares y la distancia es mayor de lo que se pensaba anteriormente, alrededor de 7.200 años luz.
En general, los científicos aclararon el origen de los QPO que se encuentran en sistemas similares.
“Al comparar QPO a frecuencias similares que se han detectado previamente en otros rayos X permanentes de masa blanda de gran masa, especulamos que tal QPO puede estar asociado con alguna heterogeneidad local que rara vez se crea en el flujo de acreción de los sistemas de acreción impulsados por el viento”. escribieron los autores del artículo.
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