Mithilfe des Very Long Baseline Array (VLBA) und des Long Baseline Array (LBA) haben Astronomen ein schwarzes Loch mit geringer Masse im Röntgendoppelsternsystem namens Swift J1727.8-1613 beobachtet. Dabei stellten sie fest, dass das System einen stark ausgedehnten und hellen relativistischen Jet enthält. Der Befund wurde detailliert in einem am 20. Mai auf dem Preprint-Server veröffentlichten Artikel arXiv.
Röntgendoppelsterne (XRBs) sind Systeme, die aus einem normalen Stern oder einem weißen Zwerg bestehen, der Masse auf ein kompaktes Objekt überträgt, das entweder ein Neutronenstern oder ein schwarzes Loch sein kann. XRBs werden je nach Masse des begleitenden Sterns weiter in Röntgendoppelsterne mit geringer Masse (LMXBs) und Röntgendoppelsterne mit hoher Masse (HMXBs) unterteilt.
Swift J1727.8-1613 (oder kurz J1727) wurde im August 2023 entdeckt und ist ein 8.800 Lichtjahre entfernter Röntgendoppelstern mit schwarzen Löchern und geringer Masse (BH LMXB). Der Doppelstern enthält einen frühen Begleitstern vom Typ K und die Umlaufzeit des Systems beträgt etwa 7,6 Stunden.
Frühere Beobachtungen von J1727 haben ergeben, dass es sich zu Beginn eines hellen Ausbruchs im harten Zustand befand. Dies ist typisch für BH-LMXBs, da Ausbrüche in solchen Systemen in einem steigenden harten Zustand beginnen, in dem die Radioemission von einem kompakten, stetigen, teilweise selbstabsorbierenden, Synchrotronstrahlung ausstrahlenden, kontinuierlichen Strahl dominiert wird.
Diese Beobachtungen legten nahe, dass J1727 einen hellen, harten Jet besitzt, der in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet ist. Nun hat ein Team von Astronomen unter der Leitung von Callan M. Wood von der Curtin University in Australien das System mit VLBA und LBA untersucht, um dies zu bestätigen.
Die neuen Beobachtungen von J1727, die Woods Team während der harten und harten Zwischenzustände des Systems durchführte, enthüllten einen hellen Kern mit einem hoch aufgelösten, asymmetrischen Jet, der sich in Nord-Süd-Richtung erstreckt. Die gesammelten Bilder zeigen außerdem einen rasch verblassenden diskreten Jet-Knoten im Süden in einem Abstand von 66,7 mas vom Kern.
Die Länge der entdeckten ausgedehnten kontinuierlichen Struktur wurde auf etwa 40 mas gemessen. Der Jet erstreckt sich vom Kern aus 30 bzw. 10 mas in südlicher und nördlicher Richtung. Daher stellten die Astronomen fest, dass der Jet von J1727 mit einer geschätzten Ausdehnung von 95–160 AE der am besten aufgelöste kontinuierliche Röntgendoppelsternjet ist und möglicherweise auch der physikalisch ausgedehnteste kontinuierliche Röntgendoppelsternjet ist, der bisher entdeckt wurde.
„Diese Bilder zeigen den kontinuierlichen Röntgendoppelstrahl mit der höchsten Auflösung und möglicherweise den physikalisch ausgedehntesten kontinuierlichen Röntgendoppelstrahl, der jemals beobachtet wurde“, schlussfolgerten die Wissenschaftler.
Die Forscher stellten außerdem fest, dass der Jet von J1727 eine Eigengeschwindigkeit von β ≥ 0,27 hat und seine Neigung nicht größer als 74 Grad ist. Was den identifizierten diskreten Jetknoten betrifft, gehen die Autoren des Artikels davon aus, dass er das Ergebnis eines nachgelagerten internen Schocks oder einer Wechselwirkung zwischen Jet und interstellarem Medium sein könnte.
Mehr Informationen:
Callan M. Wood et al., Swift J1727.8-1613 hat den größten aufgelösten kontinuierlichen Jet, der jemals in einem Röntgendoppelstern beobachtet wurde, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2405.12370
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