印度天文学家使用AstroSat航天器研究了称为LMCX-4的高质量X射线双星系统。该研究结果于12月2日在arXiv.org上公布,对这一来源的特性产生了重要的见解,并进一步阐明了它所经历的准周期性振荡。

观测探索X射线双星LMCX4的特性

X射线双星由一颗普通恒星或一颗白矮星将质量转移到一颗致密的中子星或黑洞上。根据伴星的质量,天文学家将它们分为低质量X射线双星(LMXB)和高质量X射线双星(HMXB)。

LMCX-4位于大约163,000光年之外,是大麦哲伦星云(LMC)中的一个高亮度、日食HMXB。该系统由一颗中子星组成,其质量比太阳大约25%,以13.5秒的周期自转并吸积来自OB星的物质。LMCX-4的X射线日食持续约五个小时,每33.6小时重复一次。

LMCX-4的X射线发射显示出强度变化,这是由于进动倾斜的吸积盘周期性地遮挡了来自致密天体的直接X射线发射。此外,该源经历了频率为0.65-1.35和2-20mHz的具有准周期变化的大型X射线耀斑。最近的观察发现,LMCX-4在其X射线发射中也显示出27mHz的准周期振荡(QPO)。

为了更多地了解LMCX-4的特性及其QPO行为,由印度班加罗尔拉曼研究所的RahulSharma领导的一组天文学家使用AstroSat的大面积X射线正比计数器(LAXPC)检查了这个双星)和软X射线望远镜(SXT)仪器。

“在这项工作中,我们通过使用2016年8月的AstroSat数据展示了HMXBLMCX-4的宽带定时和光谱分析结果。在这次观察期间,源处于超轨道运动的高状态,”研究人员解释说.

研究发现LMCX-4的脉冲周期为13.501606秒,并确定了能量依赖脉冲轮廓。此外,观察结果在3–40keV的宽能带中检测到能量依赖性26mHzQPO。

软X射线能量(3–6keV和6–12keV)中的脉冲轮廓显示出复杂的倾角状特征,这可能是由于吸积流的吸收。补充说,在更高的能量下,这些曲线是单峰的、平滑的并且表现出几乎正弦曲线的行为。

当谈到LMCX-4的能谱时,天文学家指出,它通常由一个包含具有高能量截止的幂律的模型来描述。他们用幂律连续谱(约0.8)和约16keV的高能量截止对0.5–25keV能谱进行建模。

发现QPO均方根(RMS)在3–40keV的宽能带中随能量增加,斜率为每keV约0.06%。据研究人员称,这一结果表明非周期性振荡不是由冷盘组件驱动的。

研究还发现,LMCX-4的0.5–25keV光度处于200十亿尔格/秒的水平,其内部吸积盘的速度约为20,000公里/秒。