Sursă de raze X ultra luminoasă

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
O imagine Chandra a NGC 4485 și NGC 4490 : două potențiale ULX

O sursă de raze X ultra-strălucitoare (ULX din „ English Ultraluminous X-ray source) este o sursă astronomică de raze X care este mai puțin strălucitoare decât un nucleu galactic activ, dar este mai consistentă mai luminoasă decât orice proces stelar cunoscut (peste 1 × 10 39 erg / s sau 1 × 10 32 wați ), presupunând că radiază izotrop (în mod egal în toate direcțiile).

În general, există aproximativ un ULX pentru fiecare dintre galaxiile gazdă, dar unele galaxii conțin mai multe. Calea Lactee nu pare să conțină ULX. Principalul interes pentru ULX-uri provine din strălucirea lor care depășește strălucirea Eddington a stelelor de neutroni și chiar a găurilor negre stelare . Nu se știe ce puteri ULX-urile; modelele includ emisia radiației fasciculului de către obiecte cu masă stelară, acumularea găurilor negre cu masă intermediară și emisia super-Eddington.

Observații

ULX-urile au fost descoperite pentru prima dată în anii 1980 de Observatorul Einstein și ulterior au fost detectate de ROSAT . S-au făcut progrese considerabile datorită observatoarelor cu raze X XMM-Newton și Chandra , care au o rezoluție spectrală și unghiulară mai mare. Un sondaj al ULX-urilor bazat pe observațiile lui Chandra arată că există aproximativ un ULX pe galaxie unde sunt prezente (majoritatea nu au niciunul) [1] .

ULX-urile se găsesc în toate tipurile de galaxii, inclusiv în galaxii eliptice , dar sunt mai răspândite în galaxiile care formează stele și care interacționează gravitațional.

Un procent echitabil din ULXs sunt de fapt de fond quasari ; probabilitatea ca un ULX să fie o sursă de fundal este mai mare în galaxiile eliptice decât în galaxiile spirale .

Modele

Faptul că ULX-urile au o luminozitate Eddington mai mare decât a obiectelor cu masă stelară implică faptul că acestea sunt diferite de sistemele binare normale cu raze X. Există diferite modele pentru a explica ULX-urile și este probabil că diferite modele se aplică surselor diferite.

Emisia fasciculului

Dacă emisia surselor este puternic concentrată într-un fascicul, argumentul lui Eddington este evitat de două ori: în primul rând pentru că luminozitatea reală a sursei este mai mică decât cea observată și, în al doilea rând, pentru că gazul de acumulare poate proveni dintr-o direcție diferită de cea în care fotonii sunt emise. Modelul sugerează că sursele de masă stelară pot atinge luminozități de până la 1 × 10 40 erg pe secundă (1,0 × 10 33 W), suficient pentru a explica majoritatea surselor, dar prea mici pentru cele mai strălucitoare. Dacă sursa este o masă stelară și are un spectru termic, temperatura acesteia ar trebui să fie ridicată, temperatura pentru constanta lui Boltzmann este kT ≈ 1 keV și nu sunt de așteptat oscilații aproape periodice .

Găuri negre de masă intermediară

Conform observațiilor, găurile negre despre care se crede că există în natură au mase fie de ordinul de zece ori mai mare decât masa Soarelui , sau de milioane până la miliarde de ori masa solară. Primele sunt „ găuri negre stelare ”, produsul final al stelelor masive, în timp ce acestea din urmă sunt găuri negre supermasive și se găsesc în centrul galaxiilor.

Găurile negre de masă intermediară (IMBH) sunt o a treia clasă ipotetică de obiecte, cu mase între sute și mii de mase solare [2] , suficient de ușoare pentru a nu se scufunda în centrul galaxiilor care le găzduiesc prin frecare dinamică , dar suficient de masive suficient pentru a putea emite la luminozități tipice ULX fără a depăși limita Eddington . Dacă un ULX se datorează unei găuri negre cu masă intermediară, în starea înaltă / moale ar trebui să aibă o componentă termică cauzată de un disc de acumulare care atinge vârfurile la o temperatură relativ scăzută (kT ≈ 0,1 keV) și poate fluctua. frecvențe relativ joase.

Un argument în favoarea unor surse, cum ar fi IMBH-urile posibile, este analogia pe care o au spectrele lor de raze X cu cele ale sistemelor binare de raze X cu găuri negre de masă stelară, numai cu diferența că acestea sunt pe o scară mai mare.

S-a observat că spectrele urmelor de raze X trec prin diferite stări de tranziție. Cele mai importante dintre aceste stări sunt starea joasă / dură și starea înaltă / moale [3] .

Starea joasă / dură, sau starea dominată de legea puterii, se caracterizează printr-un spectru de raze X de putere absorbită cu un indice spectral de la 1,5 la 2,0 (spectrul de raze X dur). De obicei, această stare a fost asociată cu o luminozitate mai mică, deși pe baza celor mai bune observații făcute cu sateliți precum RXTE , acest lucru nu este întotdeauna cazul. Starea ridicată / moale se caracterizează printr-o componentă termică absorbită ( corp negru cu o temperatură a discului de kT ≈ 1,0 keV ) și legea puterii (indicele spectral ≈ 2,5) . Cel puțin o sursă ULX, Holmberg II X-1, a fost observată în stări cu spectre caracteristice atât ale stării ridicate, cât și ale stării joase. Acest lucru sugerează că unele ULX-uri pot fi o acumulare de IMBH [4] .

Cuasar de fundal

O fracțiune semnificativă din ULX-urile observate sunt de fapt surse de fond. Astfel de surse pot fi identificate datorită unei temperaturi foarte scăzute (de exemplu, excesul moale din quasarele PG).

Rămășițe de supernovă

Resturile de supernova strălucitoare (SN) pot atinge luminozități de până la 1 × 10 39 erg pe secundă (1,0 × 10 32 W). Dacă un ULX este un reziduu SN, acesta nu este variabil pe scări scurte de timp și se estompează pe o scară de timp de ordinul câtorva ani.

Note ULX

  • Holmberg II X-1 : Acest celebru ULX se află într-o galaxie pitică . Observații multiple cu XMM au dezvăluit sursa atât într-o stare joasă / dură, cât și înaltă / moale, sugerând că acesta ar putea fi un sistem binar de raze X la scară mai mare sau o acumulare de IMBH.
  • M74 : conține probabil o gaură neagră cu masă intermediară , așa cum a observat Chandra în 2005.
  • M82 X-1 : Cel mai strălucitor ULX cunoscut (din octombrie 2004) și a fost deseori marcat drept cel mai bun candidat pentru găzduirea unei găuri negre cu masă intermediară [5] . M82-X1 este asociat cu un cluster stelar , are oscilații aproape periodice (QPO), are o modulație de 62 de zile în amplitudinea razelor X.
  • M82 X-2 : un ULX neobișnuit care a fost identificat în 2014 ca pulsar mai degrabă decât ca o gaură neagră [6] .
  • M101 -X1 : unul dintre cele mai strălucitoare ULX, cu luminozitate de până la 1 × 10 41 erg pe secundă (1,0 × 10 34 W). Acest ULX coincide cu o sursă optică care a fost interpretată ca o stea supergigantă , susținând astfel ipoteza că ar putea fi un binar cu raze X [7] .
  • NGC 1313 X1 și X2: NGC 1313 , o galaxie spirală în modelul constelației , conține două surse de raze X ultraluminos [8] . Acestea aveau componente de disc cu temperatură scăzută, ceea ce a fost interpretat ca o dovadă posibilă a prezenței unei găuri negre cu masă intermediară [9] .

Notă

  1. ^ Swartz, DA, Populația sursă de raze X ultraluminos din Arhiva Galaxiilor Chandra , în The Astrophysical Journal Supplement Series , vol. 154, nr. 2, oct 2004, pp. 519-539, Bibcode : 2004ApJS..154..519S , DOI : 10.1086 / 422842 , arXiv : astro-ph / 0405498 .
  2. ^ David Merritt , Dynamics and Evolution of Galactic Nuclei , Princeton, NJ, Princeton University Press , 2013, ISBN 9781400846122 .
  3. ^ Remillard și colab., 2006 .
  4. ^ Winter și colab., 2006 .
  5. ^ Miller, JM, O comparație a surselor de raze X ultraluminoase candidați cu gaură neagră intermediară și găuri negre cu masă stelară , în The Astrophysical Journal , vol. 614, nr. 2, oct 2004, pp. L117 - L120, Bibcode : 2004ApJ ... 614L.117M , DOI : 10.1086 / 425316 , arXiv : astro-ph / 0406656 .
  6. ^ Bachetti, M., Harrison, FA și Walton, DJ, O sursă de raze X ultraluminos alimentată de o stea de neutroni care se acumulează , în Nature , vol. 514, nr. 7521, 9 octombrie 2014, pp. 202–204, Bibcode : 2014 Nat . 514..202B , DOI : 10.1038 / nature13791 , PMID 25297433 , arXiv : 1410.3590 .
  7. ^ Kuntz, KD, Omologul optic al M101 ULX-1 , în Jurnalul astrofizic , vol. 620, nr. 1, februarie 2005, pp. L31 - L34, Bibcode : 2005ApJ ... 620L..31K , DOI : 10.1086 / 428571 .
  8. ^ Irion R, Stronger Case for Midsize Black Holes , la skyandtelescope.com , 23 iulie 2003. Accesat la 30 octombrie 2019 (arhivat din original la 13 februarie 2012) .
  9. ^ Miller, JM, X-ray Spectroscopic Evidence for Intermediate-Mass Black Holes: Cool Accretion Disks in Two Ultraluminous X-Ray Sources , în Astrophysical Journal Letters , vol. 585, nr. 1, mar 2003, pp. L37 - L40, Bibcode : 2003ApJ ... 585L..37M , DOI : 10.1086 / 368373 , arXiv : astro-ph / 0211178 .

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Source_ultraluminosa_di_raggi_X&oldid=117095459 ”