Unter Verwendung des Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) hat ein internationales Team von Astronomen röntgenpolarimetrische Beobachtungen eines akkretierenden Röntgenpulsars namens Vela X-1 durchgeführt. Ergebnisse der Beobachtungskampagne, präsentiert am 3. März auf der arXiv Preprint-Server liefern wichtige Einblicke in die Eigenschaften der Röntgenstrahlung dieses Pulsars.
Röntgendoppelsterne bestehen aus einem normalen Stern oder einem Weißen Zwerg, der Masse auf einen kompakten Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch überträgt. Basierend auf der Masse des Begleitsterns unterteilen Astronomen sie in massearme Röntgendoppelsterne (LMXBs) und massereiche Röntgendoppelsterne (HMXBs).
In einer Entfernung von etwa 6.500 Lichtjahren von der Erde ist Vela X-1 ein außer Kontrolle geratenes massereiches Röntgen-Binärsystem (HMXB), bestehend aus einem akkretierenden Neutronenstern und dem übergroßen Spender HD 77581 in knapp 9 Tagen Orbit. HD 77581 erzeugt einen starken Sternwind, der einen Bogenstoß verursacht, wenn er mit dem interstellaren Medium interagiert. Dies macht Vela X-1 zu einem von nur zwei HMXBs, von denen bekannt ist, dass sie einen Bugschock erfahren.
Kürzlich hat eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Sofia Forsblom von der Universität Turku in Finnland Vela X-1 mit IXPE untersucht, in der Hoffnung, mehr Licht in die Natur dieses Pulsars zu bringen.
„In diesem Artikel stellen wir die ersten Ergebnisse der röntgenpolarimetrischen Beobachtungen von Vela X-1 durch IXPE vor, die im Jahr 2022 bei zwei verschiedenen Gelegenheiten durchgeführt wurden“, schrieben die Forscher.
Zunächst maß das Team die Spin-Periode von Vela X-1 mit der Phasenverbindungstechnik, die sich als ungefähr 283,4 Sekunden herausstellte. Der gepulste Anteil im Energieband von 2–8 keV wurde mit 53,3 % für die erste Beobachtung und mit 48,1 % für die zweite Beobachtung bestimmt.
Danach wurde festgestellt, dass im gesamten IXPE-Energieband (2–8 keV) der durchschnittliche Polarisationsgrad (PD) und Polarisationswinkel (PA) für den ersten auf einem Niveau von etwa 3,9 % bzw. –51,5 Grad liegen Überwachung. Für die zweite Beobachtung wurden die durchschnittliche PD und PA mit 3,7 % bzw. –48,9 Grad gemessen. Darüber hinaus ergab eine spektropolarimetrische Analyse der phasengemittelten Daten für Vela X-1 eine PD von 2,3 % und eine PA von –47,3 Grad.
Die Astronomen kamen zu dem Schluss, dass ein solch niedriger Polarisationsgrad mit den Ergebnissen übereinstimmt, die für andere bekannte Röntgenpulsare erhalten wurden. Sie nehmen an, dass der erhaltene PD-Wert auf die inverse Temperaturstruktur der Neutronensternatmosphäre zurückzuführen sein könnte. Sie fügten jedoch hinzu, dass die niedrige PD auch ein Ergebnis der starken Schwankungen der PD und PA mit der Energie oder starken Schwankungen der PA mit der Pulsarphase sein könnte.
Die Autoren der Studie stellten fest, dass weitere Studien zu Vela X-1 erforderlich sind, um endgültige Schlussfolgerungen zu ziehen.
„Eine vollständige und detaillierte Analyse der komplizierten Energieabhängigkeit der Polarisationseigenschaften von Vela X-1 liegt außerhalb des Rahmens dieser Veröffentlichung und ist Gegenstand zukünftiger, umfangreicherer Arbeiten“, schrieben die Wissenschaftler.
Mehr Informationen:
Sofia V. Forsblom et al, IXPE-Beobachtungen des typischen windakkretierenden Röntgenpulsars Vela X-1, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2303.01800
© 2023 Science X Netzwerk