Usando la nave espacial AstroSat, los astrónomos indios han investigado un sistema binario de rayos X de alta masa conocido como LMC X-4. Los resultados del estudio, presentados el 2 de diciembre en arXiv.org, arrojan información crucial sobre las propiedades de esta fuente y arrojan más luz sobre las oscilaciones cuasi periódicas que experimenta.
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).
Situado a unos 163.000 años luz de distancia, LMC X–4 es un HMXB eclipsante muy luminoso en la Gran Nube de Magallanes (LMC). El sistema está compuesto por una estrella de neutrones, aproximadamente un 25% más masiva que el sol, que gira en un período de 13,5 segundos y acumula materia de una estrella OB. El eclipse de rayos X de LMC X–4 dura unas cinco horas y se repite cada 33,6 horas.
La emisión de rayos X de LMC X–4 muestra una variación de intensidad debido a un disco de acreción inclinado en precesión que oscurece periódicamente la emisión directa de rayos X del objeto compacto. Además, la fuente experimenta grandes destellos de rayos X con una variabilidad casi periódica a frecuencias de 0,65 a 1,35 y de 2 a 20 mHz. Observaciones recientes han encontrado que LMC X–4 también muestra una oscilación cuasi-periódica (QPO) de 27 mHz en su emisión de rayos X.
Para aprender más sobre las propiedades de LMC X–4 y su comportamiento QPO, un grupo de astrónomos dirigido por Rahul Sharma del Raman Research Institute en Bangalore, India, inspeccionó este binario con el contador proporcional de rayos X de área grande de AstroSat (LAXPC). ) y el telescopio de rayos X blando (SXT).
“En este trabajo, hemos presentado los resultados del tiempo de banda ancha y el análisis espectral de HMXB LMC X-4 mediante el uso de datos de AstroSat de agosto de 2016. La fuente se encontraba en su alto estado de movimiento superorbital durante esta observación”, explicaron los investigadores.
El estudio encontró que el período de pulso de LMC X–4 es de 13,501606 segundos e identificó perfiles de pulso dependientes de la energía. Además, las observaciones detectaron un QPO de 26 mHz dependiente de la energía en una amplia banda de energía de 3–40 keV.
Los perfiles de pulso en las energías de rayos X blandos (3–6 keV y 6–12 keV) mostraron características complejas de inmersión, posiblemente debido a la absorción de la corriente de acreción. Se agregó que a energías más altas, estos perfiles son de un solo pico, suaves y muestran un comportamiento casi sinusoidal.
Cuando se trata del espectro de energía de LMC X–4, los astrónomos notaron que generalmente se describe mediante un modelo que comprende una ley de potencia con corte de alta energía. Modelaron el espectro de energía de 0,5 a 25 keV con un continuo de ley de potencia (alrededor de 0,8) y un corte de alta energía de alrededor de 16 keV.
Se encontró que la raíz cuadrática media (RMS) de QPO aumenta con la energía con una pendiente de aproximadamente 0,06% por keV en una amplia banda de energía de 3 a 40 keV. Según los investigadores, este resultado sugiere que las oscilaciones aperiódicas no están impulsadas por el componente del disco frío.
La investigación también encontró que la luminosidad de 0,5–25 keV de LMC X–4 está en un nivel de 200 undecillones de erg/s y que la velocidad en su disco de acreción interno es de aproximadamente 20 000 km/s.
Con información de Universidad de Cornell
