Unter Verwendung des Swift-Teleskops der NASA und des Instruments Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) an Bord der Internationalen Raumstation haben indische Astronomen die zeitlichen und spektralen Eigenschaften eines als Swift J1728.9–3613 bekannten Röntgentransienten untersucht. Ihre Ergebnisse zeigen, dass es sich bei diesem Transienten um ein schwarzes Loch mit Röntgenstrahlen handelt. Ihre Ergebnisse wurden in einem Papier detailliert beschrieben, das am 21. Oktober auf arXiv.org veröffentlicht wurde.
Röntgendoppelsterne (XRBs) bestehen aus einem normalen Stern oder einem Weißen Zwerg, der Masse auf einen kompakten Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch überträgt. Die meisten XRBs von Schwarzen Löchern und einige XRBs von Neutronensternen zeigen transiente Ereignisse, die durch Ausbrüche im Röntgenband gekennzeichnet sind.
Schwarzloch-Röntgendoppelsterne (BHXBs) sind Doppelsternsysteme, die aus einem Schwarzen Loch bestehen, das von einem stellaren Begleiter umkreist wird, typischerweise einem massearmen, entwickelten Stern. In BHXBs werden Röntgenstrahlen durch Material erzeugt, das von einem sekundären Begleitstern auf einen Primärstern eines Schwarzen Lochs akkretiert. Solche Systeme werden normalerweise in Ausbrüchen erkannt, wenn der Röntgenfluss erheblich ansteigt.
Swift J1728.9–3613 (auch bekannt als MAXI J1728–360) ist ein galaktischer Röntgentransient, der am 28. Januar 2019 mit dem Burst Alert Telescope (BAT) von Swift entdeckt wurde. Nachfolgende Beobachtungen dieses Übergangs deuteten darauf hin, dass es sich um einen akkretierenden Pulsar oder ein Schwarzes Loch handeln könnte.
Um die wahre Natur von Swift J1728.9–3613 zu enthüllen, hat ein Team von Astronomen unter der Leitung von Debasish Saha vom Indian Institute of Science Education and Research Bhopal in Bhauri, Indien, diesen Transienten mit Swift und NICER untersucht.
„In dieser Studie haben wir alle verfügbaren Archivalien verwendet [NICER] Daten während des Ausbruchs zwischen MJD 58512,64 und MJD 58657,00, mit einer Gesamtexposition von ∼175 ks, um die Entwicklung der zeitlichen und spektralen Eigenschaften zu untersuchen und die Art der Quelle zu verstehen …. Wir verwendeten die Überwachungsdaten von BAT für die Untersuchung die Entwicklung des Röntgenflusses von Swift J1728.9–3613 in 15–50 keV“, erklärten die Forscher
Die Studie ergab, dass der Ausbruch von Swift J1728.9–3613 durch einen schnellen Anstieg und einen sehr langsamen Abfall des Flusses gekennzeichnet war, was typisch für Ausbrüche von Röntgendoppelsternen ist. Darüber hinaus identifizierten die Astronomen durch Analyse der zeitlichen Entwicklung eine „q“-förmige Spur im Härte-Intensitäts-Diagramm (HID), die gegen den Uhrzeigersinn verläuft. Dies wird häufig während des Ausbruchs von Schwarzloch-Röntgendoppelsystemen beobachtet.
Darüber hinaus wurde im Effektivwert-Intensitätsdiagramm (RID) eine partielle Hysterese festgestellt. Laut den Forschern ist dies ein weiteres bekanntes Phänomen, das bei Transienten von Schwarzen Löchern beobachtet wird.
Die Forschung identifizierte auch zwei quasi-periodische Oszillationen (QPOs) während des weichen Zwischenzustands des Ausbruchs Swift J1728.9–3613 und einen kleinen Reflare.
Die Autoren der Veröffentlichung fassten die Ergebnisse zusammen und betonten, dass alle erhaltenen Ergebnisse auf die BHXB-Natur von Swift J1728.9–3613 hinweisen. Sie schätzen, dass das Schwarze Loch in diesem System eine Masse von etwa 4,6 Sonnenmassen hat, wenn man bedenkt, dass die Entfernung zu Swift J1728.9–3613 etwa 32.600 Lichtjahre beträgt.
Mehr Informationen:
Debasish Saha et al., Swift J1728.9-3613 ist eine binäre Röntgenaufnahme eines Schwarzen Lochs: Spektral- und Zeitstudie mit NICER, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2210.13748
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