Examinan el comportamiento del púlsar de rayos X Swift J0243.6+6124

Al analizar los datos del Explorador de composición interior de la estrella de neutrones (NICER), los astrónomos del Laboratorio de Investigación Física (PRL) en Ahmedabad, India y otros lugares, han realizado un detallado estudio espectral y de temporización de rayos X de un púlsar de rayos X ultraluminoso designado Rápido J0243.6+6124. Los resultados del estudio, presentados el 26 de enero en el servidor de preimpresión arXiv, brindan información importante sobre el comportamiento de este púlsar.

Las fuentes de rayos X ultraluminosas (ULX) son fuentes puntuales en el cielo que son tan brillantes en rayos X que cada una emite más radiación que la que emite 1 millón de soles en todas las longitudes de onda. Aunque son menos luminosos que los núcleos galácticos activos, son más consistentemente luminosos que cualquier proceso estelar conocido.

Los astrónomos generalmente creen que, debido a su brillo, la mayoría de los ULX son agujeros negros. Sin embargo, observaciones recientes han encontrado que algunos ULX muestran pulsaciones coherentes. Estas fuentes, conocidas como púlsares de rayos X ultraluminosos (ULXP), son estrellas de neutrones que suelen ser menos masivas que los agujeros negros. La lista de ULP conocidas es todavía relativamente corta; por tanto, estudiar objetos de esta clase es esencial para los investigadores que exploran el universo en rayos X.

Swift J0243.6+6124 fue descubierto por la nave espacial Swift de la NASA durante su poderoso estallido de rayos X en 2017-2018. Se considera el primer ULX galáctico debido a su intensa luminosidad de rayos X que alcanza hasta un orden de un duodecilón de ergio/s.

Estudios anteriores de Swift J0243.6+6124 han descubierto que alberga una estrella de neutrones con un período de pulsación de 9,8 segundos y una estrella compañera (donante) de tipo espectral O9.5Ve. El sistema tiene un período orbital relativamente corto de unos 28 días.

Un equipo de astrónomos dirigido por Birenda Chhotaray de PRL ha llevado a cabo un estudio a largo plazo de Swift J0243.6+6124, centrándose principalmente en su actividad explosiva entre 2017 y 2023. Su análisis temporal y espectral les permitió comprender mejor el comportamiento de este ULXP. durante diferentes fases de luminosidad.

Las observaciones NICER revelaron una ruptura dependiente de la luminosidad en los espectros de densidad de potencia de Swift J0243.6+6124, lo que sugiere el cambio en la dinámica de acreción con la tasa de acreción de masa. Además, los datos indican oscilaciones cuasi periódicas (QPO) dentro de un rango de luminosidad específico.

Entre junio y septiembre de 2023, Swift J0243.6+6124 entró en una fase de explosión durante la cual la estrella de neutrones exhibió un estado de giro y variaciones en su perfil de pulso. El análisis espectral detectó dos transiciones dependientes de la luminosidad a luminosidades de aproximadamente 75 y 210 undecillones de erg/s en parámetros continuos. Estos resultados apuntan a tres modos distintos de acreción durante el gigantesco estallido de 2017-2018.

Los investigadores también detectaron en el espectro de Swift J0243.6+6124 un componente de cuerpo negro blando con una temperatura de 0,08-0,7 keV. Parece que este componente experimentó una transición discontinua a medida que la fuente evolucionó de un estado sub-Eddington a un estado super-Eddington.

Con información de arXiv