Astrónomos investigan la variabilidad de la fuente de rayos X ultraluminosa NGC 925 ULX-3


Astrónomos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) y otros lugares han observado una fuente de rayos X ultraluminosa conocida como NGC 925 ULX-3 utilizando las naves espaciales Swift y NuSTAR de la NASA, así como el satélite XMM-Newton de la ESA. Los resultados de esta campaña de observación, publicados el 16 de junio en arXiv.org, brindan información importante sobre el comportamiento de la variabilidad de esta fuente.

La curva de luz a largo plazo para NGC 925 ULX-3, que muestra flujos y luminosidades en la banda de energía de 0,3 a 10 keV. Crédito: Earnshaw et al, 2022

Las fuentes de rayos X ultraluminosos (ULX) son fuentes puntuales en el cielo que son tan brillantes en rayos X que cada una emite más radiación que la que emiten 1 millón de soles en todas las longitudes de onda. Son menos luminosos que los núcleos galácticos activos, pero más consistentemente luminosos que cualquier proceso estelar conocido. Aunque se han realizado numerosos estudios de ULX, la naturaleza básica de estas fuentes sigue sin resolverse.

NGC 925 ULX-3 es una fuente ultraluminosa de rayos X altamente variable detectada por casualidad durante las observaciones de la nave espacial Chandra de la NASA de NGC 925, una galaxia espiral ubicada a unos 31 millones de años luz de distancia. Aunque se han realizado pocas observaciones de este ULX, la naturaleza de su variabilidad aún no se comprende bien.

Entonces, un equipo de astrónomos dirigido por Hannah P. Earnshaw de Caltech llevó a cabo una campaña de monitoreo de ULX-3 utilizando Swift, complementada con observaciones de objetivos de oportunidad con XMM-Newton y NuSTAR activadas cuando esta fuente era brillante.

«Informamos los resultados de una campaña de monitoreo de 2019-2021 con Swift y observaciones asociadas de objetivos de oportunidad con XMM-Newton y NuSTAR, examinando el comportamiento espectral y temporal de la fuente ultraluminosa de rayos X (ULX) altamente variable NGC 925 ULX -3», escribieron los investigadores en el artículo.

El estudio reveló que ULX-3 exhibe una periodicidad de 127 a 128 días durante los cuales entra y sale del régimen de luminosidad ULX. Esta es probablemente una variación superorbital que es común en los ULX que contienen acretores de estrellas de neutrones. Además, la fuente muestra una variación de flujo de alrededor de un orden de magnitud, que también es típica de los ULX descubiertos hasta ahora.

Sin embargo, aunque la luminosidad de ULX-3 varía aproximadamente un orden de magnitud en el flujo, no hay indicios de un cambio en el estado de acumulación. Por lo tanto, los autores del artículo asumen que esta fuente es un fuerte candidato para ser una estrella de neutrones ULX. Agregaron que el campo magnético de tal estrella de neutrones puede estar en un nivel de un billón de Gauss.

Las observaciones encontraron que ULX-3 experimenta una caída en la luminosidad en medio de un estado brillante. Las curvas de luz plegadas en fase sugieren que esta caída puede repetirse en una fase similar del ciclo y probablemente no dure más de unos pocos días. Los astrónomos notaron que tal comportamiento de inmersión también se ha visto en otros ULX con períodos largos y puede deberse a un oscurecimiento periódico o superperiódico de la fuente.

El estudio no encontró ninguna evidencia de pulsaciones en ULX-3. Los investigadores esperan que más observaciones de esta fuente cambien esto, ya que las pulsaciones pueden ser cruciales para ayudarnos a comprender mejor las propiedades de ULX-3.

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