Des astronomes étudient l’évolution d’une explosion géante dans le binaire à rayons X EXO 2030+375

Une équipe internationale d’astronomes a observé un système binaire à rayons X connu sous le nom d’EXO 2030+375. Résultats de la campagne d’observation, présentés dans un document de recherche publié le 18 juin sur le serveur de pré-impression arXivfournissent plus d’informations sur l’évolution et la nature d’une explosion géante de ce système observée il y a trois ans.

Les binaires à rayons X (XRB) consistent en une étoile normale ou une naine blanche transférant de la masse sur une étoile à neutrons compacte ou un trou noir. En fonction de la masse de l’étoile compagnon, les astronomes les divisent en binaires à rayons X de faible masse (LMXB) et en binaires à rayons X de masse élevée (HMXB).

Les binaires Be/X-ray (BeXRB) constituent le plus grand sous-groupe de HMXB. Ces systèmes sont constitués d’étoiles Be et, généralement, d’étoiles à neutrons, notamment des pulsars. Les observations ont montré que la plupart de ces systèmes présentent une faible émission de rayons X persistante, interrompue par des explosions durant plusieurs semaines.

EXO 2030+375 est un BeXRB découvert en 1985 lors d’une forte explosion de rayons X. Le système est composé d’une étoile à neutrons magnétisée et d’un compagnon B0 Ve. La période orbitale d’EXO 2030+375 est de 46 jours et l’étoile à neutrons présente des pulsations de rayons X avec une période d’environ 43 secondes. Le binaire est très probablement à 7 800 années-lumière, mais certaines études suggèrent une distance plus proche.

Jusqu’à présent, trois explosions géantes ont été observées à partir d’EXO 2030+375 : en 1985, 2006 et 2021. La dernière explosion, qui a débuté en juillet 2021, a été observée avec le vaisseau spatial NuSTAR (Nustar) et avec l’étoile à neutrons. Interior Composition Explorer (NICER) à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Les observations ont été menées par un groupe d’astronomes dirigé par Ralf Ballhausen de l’Université du Maryland College Park.

Les observations EXO 2030+375 ont détecté une transition spectrale drastique caractérisée par un durcissement spectral vers une luminosité plus faible. Cette découverte est surprenante dans la mesure où de nombreux pulsars en accrétion présentent un continuum stable, semblable à une loi de puissance, principalement formé par un bremsstrahlung comptonisé à des luminosités supérieures à 10 undécillions d’erg/s. Les astronomes ont noté que des transitions spectrales significatives vers une accrétion de faible luminosité sont attendues à des luminosités plus faibles.

Selon l’étude, le durcissement spectral rapporté ne peut pas être décrit par un simple changement de l’indice de loi de puissance ou de l’énergie de repliement, mais nécessite des composants d’absorption ou d’émission supplémentaires. Il s’est avéré que les observations NuSTAR ont confirmé la présence d’une telle caractéristique d’absorption à 10 keV, suggérée par des études antérieures. Les chercheurs supposent que cette caractéristique est le produit de la formation complexe d’un continuum.

En analysant les données collectées, les auteurs de l’étude n’ont détecté aucune forte raie d’absorption ou d’émission. Cependant, la surveillance NICER a identifié une variabilité modérée de la largeur équivalente de la ligne de fer.

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