La recherche étudie une bosse à haute fréquence dans le binaire à rayons X GX 339-4

Une équipe internationale d’astronomes a inspecté un système binaire à rayons X de faible masse connu sous le nom de GX 339-4. Résultats de l’étude, rapportés dans un article publié le 21 novembre sur le serveur de pré-impression arXivapportent plus de lumière sur la bosse haute fréquence observée dans le spectre de densité de puissance du GX 339−4 et fournissent plus d’informations sur les propriétés de ce système.

Les binaires à rayons X (XRB) sont des systèmes composés d’une étoile normale ou d’une naine blanche transférant de la masse sur un objet compact, qui peut être soit une étoile à neutrons, soit un trou noir. Les XRB sont ensuite divisés en binaires à rayons X de faible masse (LMXB) et en binaires à rayons X de masse élevée (HMXB), en fonction de la masse de l’étoile qui les accompagne.

À une distance d’environ 39 000 années-lumière de la Terre, GX 339-4 est un trou noir récurrent LMXB détecté pour la première fois en 1973. On estime que son trou noir est au moins 5,8 fois plus massif que le soleil. GX 339−4 a subi de fréquentes explosions, a connu des oscillations quasi-périodiques (QPO) et a affiché tous les états d’accrétion de trous noirs au cours des 30 dernières années.

Dans l’ensemble, GX 339-4 a fait l’objet d’études approfondies à toutes les longueurs d’onde, ce qui en fait l’un des trous noirs LMXB les plus étudiés. Des observations antérieures de ce système ont révélé une bosse à haute fréquence dans son spectre de densité de puissance (PDS) qui devrait provenir de la couronne de rayons X. Cette bosse est caractérisée par une fréquence supérieure à 30 Hz et a une moyenne quadratique (rms) d’environ 2 à 3 %.

Un groupe d’astronomes dirigé par Yuexin Zhang de l’Université de Groningue, aux Pays-Bas, a décidé d’analyser les données d’archives du Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), s’étalant de 1996 à 2012, pour explorer la nature de cette bosse à haute fréquence. .

En conséquence, l’équipe a détecté la bosse dans 39 observations RXTE du GX 339-4, qui montrent toutes également des QPO de type C dans l’état faiblement dur et dans l’état intermédiaire dur. Ils ont constaté que la valeur efficace de la bosse dépend de la fréquence du QPO de type C et du rapport de dureté (HR).

“Lorsque la FC est comprise entre ∼0,8 et 1,3 et que la fréquence QPO est comprise entre ∼0,1 Hz et 2 Hz, l’amplitude efficace de la bosse est de ∼4 à 9 %, alors que lorsque la FC diminue en dessous de 0,8 jusqu’à 0,2 et que la fréquence QPO augmente de ∼2 Hz jusqu’à 8 Hz, la bosse n’est pas détectée avec des limites supérieures de l’amplitude efficace entre 3 et 10 %”, ont expliqué les chercheurs.

En général, les astronomes ont constaté que le flux radio de GX 339−4 est assez faible par rapport à celui de rayons X similaires, mais l’amplitude efficace de la bosse est élevée et la couronne de rayons X est chaude. Cela indique que dans GX 339−4, plus d’énergie dans le système dans les états faible-dur et intermédiaire-dur est dirigée vers la couronne de rayons X que dans le cas d’autres LMXB de trous noirs étudiés.

Selon les auteurs de l’article, la présence de la bosse dans GX 339−4 suggère que dans l’état dur de cette source, la majeure partie de l’énergie d’accrétion est dirigée vers la couronne au lieu d’être utilisée pour éjecter le jet radio.

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