Un estudio investiga el comportamiento de la binaria de rayos X GX 349+2

Usando la nave espacial AstroSat y el Explorador de composición interior de estrellas de neutrones (NICER) a bordo de la Estación espacial internacional (ISS), los astrónomos indios han observado un binario de rayos X conocido como GX 349 + 2. Los resultados de la campaña de observación, publicados el 24 de mayo en el servidor de preimpresión arXiv, brindan información importante sobre el comportamiento y la naturaleza de este sistema.

En general, las binarias de rayos X (XRB) se componen de 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).

Los LMXB de estrellas de neutrones (NS) se dividen a su vez en fuentes de atolón y Z. Los llamados sistemas de tipo atolón comparten algunas características con los LMXB de agujeros negros, ya que tienen espectros de rayos X y propiedades de tiempo similares. Sin embargo, difieren en sus propiedades de radio cuando las fuentes de los atolones son 27 veces menos luminosas.

Cuando se trata de las fuentes Z (clasificadas en dos subclases: fuentes similares a Cyg y similares a Sco), evolucionan mucho más rápido que las de tipo atolón. En general, son más luminosas en rayos X y radio que las fuentes de los atolones. Las fuentes Z trazan pistas en forma de Z en los diagramas de intensidad de dureza (HID) que constan de tres ramas, denominadas rama horizontal (HB), rama normal (NB) y rama acampanada (FB).

GX 349+2 es una estrella de neutrones LMXB de fuente Z tipo Sco a una distancia de unos 30.000 años luz. Es un sistema peculiar entre todas las fuentes Z conocidas, ya que muestra solo la rama normal y la rama ensanchada. Por lo tanto, un equipo de astrónomos dirigido por Unnati Kashyap del Instituto Indio de Tecnología de Indore (IIT Indore) decidió investigar GX 349+2 para comprender mejor esta peculiaridad.

«En este trabajo, informamos sobre una investigación de banda ancha de la peculiar fuente Z GX 349+2 similar a Sco utilizando AstroSat y NICER. Los instrumentos de rayos X a bordo de AstroSat observaron la fuente en su vértice NB/FB (el vértice suave conocido como el límite entre la quema nuclear estable e inestable y la rama FB de su pista Z», escribieron los investigadores.

Las observaciones de AstroSat encontraron que GX 349+2 exhibe una variabilidad a gran escala en su rama ensanchada y en el vértice de rama normal/rama ensanchada. Durante las observaciones NICER, la fuente posiblemente estaba en la rama NB de su trayectoria Z ya que no se observaron actividades de quema durante el monitoreo.

Según el estudio, los espectros de potencia muestran un ruido de muy baja frecuencia (VLFN) y un ruido de baja frecuencia (LFN)/ruido de rama ensanchada (FBN), descritos por una ley de potencia y un componente lorentziano en evolución. Se encontró que la fuente se mueve a lo largo de la pista Z, con una tasa de acreción creciente, un mayor calentamiento de la capa límite de la estrella de neutrones y un aumento de la temperatura/radio del punto de acceso iluminado en la interfaz de la capa límite del disco/superficie de la estrella de neutrones.

Además, las observaciones de GX 349+2 encontraron la presencia de un retraso fuerte en frecuencias muy bajas representado por la fluctuación del disco de acreción, lo que parece sugerir que los VLFN se originan en los discos de acreción en los sistemas NS LMXB.

Los autores del artículo proponen un mayor estudio sensible y de banda ancha de las fuentes LMXB NS de tipo Z para comprender mejor el comportamiento de la llamarada durante la rama de la llamarada, la geometría de la fuente, las inclinaciones y la evolución del objeto compañero en dichos sistemas.

Con información de arXiv