Estudian el origen binario de rayos X de alta energía de 4U 2206+54


Astrónomos europeos han observado una peculiar binaria de rayos X de gran masa conocida como 4U 2206+54. Los resultados de la investigación proporcionan información esencial sobre el origen de este sistema. El estudio se presentó en un artículo publicado el 19 de enero en el repositorio de preimpresión de arXiv.

Las binarias de rayos X están compuestas por 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 las dividen en binarias de rayos X de baja masa (LMXB) y binarias de rayos X de alta masa (HMXB).

Las trayectorias 3D de 4U 2206+54/BD+53 2790 y BD +53 2820 ≡ Gaia EDR3 2005418950349782272, miembro de la asociación Cep OB1, en coordenadas cartesianas galactocéntricas en el pasado. Crédito: Hambaryan et al., 2022.

4U 2206+54 es un HMXB que alberga una estrella de neutrones que se acumula a partir del viento de su compañera, denominada BD +53 2790, que exhibe una modulación de velocidad radial. Su período orbital de solo 9,5 días es uno de los más cortos entre los sistemas HMXB conocidos.

Con la fuerza del campo magnético característico de la superficie a un nivel de al menos 20 billones de G, se supone que BD +53 2790 es una magnetar, una rara estrella de neutrones fuertemente magnetizada. La estrella donante en este binario es una peculiar estrella O9 V con una sobreabundancia de helio.

Sin embargo, el origen de 4U 2206+54 sigue siendo desconocido. Por lo tanto, para arrojar más luz sobre este asunto, un equipo de astrónomos liderado por Valeri Hambaryan del Instituto Astrofísico y Observatorio Universitario de Jena en Alemania, ha realizado un estudio cinemático de este HMXB.

«Para identificar el posible lugar de nacimiento de 4U 2206+54, es necesario determinar su posible pertenencia a un grupo estelar, ya sea en la actualidad o en el pasado. Este último también requiere realizar su estudio de rastreo de movimiento en la Galaxia para probar el concepto: 4U 2206+54 y un grupo estelar o algunos de sus miembros en el pasado estuvieron ‘en el mismo lugar al mismo tiempo'», escribieron los investigadores en el artículo.

El estudio encontró que HMXB 4U 2206+54/BD+53 2790 y una estrella conocida como BD+53 2820 que es la estrella más brillante de uno de los subgrupos de la asociación Cepheus OB1 (Cep OB1) estaban en el mismo lugar ( unos 11.200 años luz de distancia) hace unos 2,8 millones de años. Los investigadores suponen que en este lugar y momento tuvo lugar una supernova (SN) en una binaria masiva cercana y puede considerarse como el lugar de nacimiento de la binaria observada actualmente.

Además, el HMXB estudiado se encuentra actualmente a una distancia de aproximadamente 10.100 años luz y tiene una velocidad espacial de 75 a 100 km/s con respecto a BD+53 2820. Estos parámetros sugieren que el progenitor de la estrella de neutrones albergado por 4U 2206+ 54 perdió entre 4 y 9 masas solares durante la explosión de la supernova y la estrella de neutrones de este binario recibió una velocidad de impulso de aproximadamente 200 a 350 km/s. Los investigadores estiman que la masa inicial del progenitor estaba en un nivel de al menos 32 masas solares.

«Nuestro análisis de movimiento muestra que 4U 2206+54 se origina en la asociación OB Cep OB1, de la que escapó hace unos 2,8±0,4 millones de años debido al SN del progenitor de 4U 2206+54», concluyeron los autores del artículo.

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