Les astronomes observent l’explosion géante d’un binaire à rayons X lointain

À l’aide du Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) à bord de la Station spatiale internationale, les astronomes ont observé un binaire de rayons X lointain connu sous le nom d’EXO 2030+375. La campagne d’observation leur a permis d’explorer une explosion géante survenue dans ce système. Les résultats des observations ont été publiés le 31 mai sur le serveur de pré-impression arXiv.

Les binaires à rayons X sont composés d'une étoile normale ou d'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 (Be/XRB) 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.

À une distance d'environ 7 800 années-lumière, EXO 2030+375 est un Be/XRB composé d'une étoile à neutrons magnétisée et d'un compagnon B0 Ve. Le système a une période orbitale de 46 jours et l'étoile à neutrons présente des pulsations de rayons X d'une période d'environ 43 secondes.

Depuis sa découverte en 1985, EXO 2030+375 a connu trois explosions géantes : en 1985, 2006 et 2021. La dernière explosion, qui a duré de juin 2021 au début 2022, a été surveillée par divers instruments, dont NICER. Aujourd'hui, une équipe d'astronomes dirigée par Philipp Thalhammer de l'Université d'Erlangen-Nuremberg en Allemagne a présenté les nouveaux résultats des observations NICER.

“Nous présentons les résultats de l'analyse spectrale et temporelle basée sur la surveillance NICER, couvrant la plage de flux de 2 à 10 keV allant de 20 à 310 mCrab. Surveillance dense avec des observations effectuées environ tous les deux jours et une durée d'exposition totale d'environ 160 ks autorisée. nous de suivre de près l'évolution de la source au cours de l'explosion”, ont écrit les scientifiques dans le journal.

NICER a permis à l'équipe de Thalhammer d'observer deux types de transitions dans l'émission d'EXO 2030+375 au cours de l'explosion étudiée : une transition dans les profils d'impulsion et une dans la relation dureté-luminosité. En général, il a été constaté que les profils montrent une nette dépendance à la luminosité avec une transition à une luminosité d'environ 2 undécillions d'erg/s, ce qui suggère un changement dans le modèle d'émission.

Les astronomes ont noté que l’adoucissement du spectre détecté avec l’augmentation de la luminosité correspond bien aux explosions précédentes. Ils ont ajouté que plusieurs pics et creux du profil ont été identifiés, qui peuvent être décrits simplement comme le résultat d'un modèle d'émission à deux composants provenant de deux colonnes d'accrétion.

L’étude a également révélé que l’explosion de 2021-2022 a atteint une luminosité maximale nettement inférieure à celle des deux explosions précédentes. Les auteurs de l’article supposent que cela pourrait être dû à l’apparition plus précoce de la dernière explosion que ne le prédisaient les observations précédentes.

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