Curva de luz subtraída do fundo do GX 5-1. O bin de tempo é 2,3778 segundos na resolução de tempo SXT. As linhas verticais marcam as regiões das quais espectros simultâneos estritos foram obtidos. Crédito:Bhulla et al., 2019.
Usando a espaçonave AstroSAT, Astrônomos indianos observaram o binário de raios-X de baixa massa denominado GX 5-1. As observações foram publicadas em 28 de março no repositório de pré-impressão arXiv. Os autores relatam a detecção de oscilações quase periódicas neste binário e discutem sua natureza.
Os binários de raios-X consistem em uma estrela normal ou uma anã branca transferindo massa para uma estrela de nêutrons compacta ou um buraco negro. Com base na massa da estrela companheira, os astrônomos os dividem em binários de raios-X de baixa massa (LMXB) e binários de raios-X de alta massa (HMXB).
Quando a luz de raios-X desses objetos pisca em certas frequências, tal comportamento é conhecido como oscilações quase periódicas (QPOs). Embora muitas perguntas sobre o fenômeno de QPOs permaneçam sem resposta, acredita-se que eles ocorrem quando os raios-X são emitidos perto da borda interna de um disco de acreção no qual o gás gira em um objeto compacto, por exemplo, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Os astrônomos esperam que essas oscilações possam levar nosso conhecimento às regiões mais internas dos discos de acreção.
Localizado próximo ao centro da Via Láctea, cerca de 29, 300 anos-luz de distância da Terra, GX 5-1 é o segundo LMXB persistente mais brilhante abrigando uma estrela de nêutrons. Em fevereiro de 2017, o binário foi observado pela espaçonave AstroSAT - o primeiro observatório dedicado de múltiplos comprimentos de onda da Índia.
Essas observações, usando os contadores proporcionais de raios-X de área grande da AstroSAT (LAXPC) e o telescópio de imagem de raios-X macio (SXT), permitiu um grupo de astrônomos liderados por Yashpal Bhulla da Pacific Academy of Higher Education and Research University em Udaipur, Índia, para detectar QPOs em GX 5-1 e para coletar dados importantes sobre este objeto.
"Apresentamos a análise de uma observação AstroSAT da fonte Z-track GX 5-1. Usamos os dados SXT e LAXPC estritamente simultâneos para rastrear o espectro de uma fonte de estrela de nêutrons conforme ela se move ao longo de seu diagrama de intensidade de dureza (HID) e ao mesmo tempo, quantificar a rápida variabilidade temporal da fonte, "escreveram os astrônomos no jornal.
As observações descobriram que os espectros de potência de GX 5-1 mostram um QPO forte, cuja frequência muda de cerca de 30 a 50 Hz. Também foi descoberto que as defasagens de tempo entre os fótons de alta e baixa energia são menores do que alguns milissegundos, e que a frequência de QPO aumenta, enquanto sua raiz quadrada média (r.m.s) diminui com a razão de fluxo do disco.
De acordo com o estudo, esses resultados sugerem que o QPO detectado se origina no componente termocompensado e enfraquece quando o componente é menos dominante.
"Os resultados sugerem que as propriedades espectrais da fonte são caracterizadas pela razão de fluxo do disco e que o QPO tem sua origem na corona que produz o componente térmico Comptonizado, "diz o jornal.
Os pesquisadores concluíram que mais estudos de GX 5-1, especialmente uma modelagem radiativa detalhada de sua energia pode ser muito útil, fornecendo mais detalhes sobre a origem dos QPOs neste sistema.
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