Különleges kettőscsillag röntgenben és rádióban

667

A nagytömegű röntgenkettősök (High-mass X-ray Binaries, HMXBs) jelentős hányada egy emissziós vonalakat mutató, B színképosztályba tartozó csillagból és egy kompakt objektumból (neutroncsillag vagy fekete lyuk) áll. Esetükben a legszorosabb megközelítés (szaknyelven: periasztron-átmenet) idején jelentős anyagáramlás indul meg a kompakt égitest felé, ami erős röntgenkitörések formájában észlelhető. A HMXB-k másik típusában a nagytömegű csillag egy OB színképtípusú szuper- vagy hiperóriás – ezeknél a rendszereknél nemcsak akkor érzékelhetők röntgenflerek, amikor a két csillag a legközelebb található egymáshoz, hanem folyamatosan, az óriás erős csillagszele miatt is előfordulhatnak.

A röntgenkettősökre általában jellemző, hogy az általuk kibocsátott sugárzás az elektromágneses spektrum más tartományaiban is detektálható. Különösen érdekesek a rádiótartományban is aktív, mikrokvazárnak nevezett kettősök. A mikrokvazárokban a társcsillag anyaga a Napnál néhányszor nehezebb kompakt komponens (többnyire fekete lyuk) körül lévő, ún. akkréciós korongba áramlik, s egy része a korongra merőlegesen két jet (anyagsugár) formájában távozik. A jetek mentén spirálisan mozgó, nagysebességű elektronok sugárzása (szinkrotronsugárzás) leginkább rádiótartományban érzékelhető. Az alosztály elnevezése onnan ered, hogy a kvazárokban – melyeket eredetileg pontszerű rádióforrásként azonosítottak, de kiderült, hogy valójában az aktív maggal rendelkező galaxisok egy típusáról van szó – hasonló folyamatok okozzák az észlelhető rádiósugárzást, csak ezeknél a jetek szupernehéz (több millió naptömegű) fekete lyukak anyagbefogása során alakulnak ki.

A Göteborgi Egyetem (Svédország) és az Australia Telescope National Facility munkatársai – M. Pestalozzi vezetésével – a BP Crucis jelű, nagytömegű röntgenkettőst vizsgálták, melyről első ízben sikerült észlelni rádiótartományú sugárzást. A csillagpáros a Wray 15-977 jelzésű, B színképű, fényes szuperóriásból és a GX301-2 katalógusszámú neutroncsillagból áll. A kutatók a 2008 novembere és 2009 februárja között 12 alkalommal felvett, összesen mintegy 20 órát kitevő méréssorozatot az Australia Telescope Compact Array (ATCA) nevű – hat darab, egyenként 22 m átmérőjű antennákból álló – rádiótávcső-rendszerrel végezték.


Fantáziakép egy nagytömegű röntgenkettősről (M. A. Garlick, space-art.co.uk)

Az eredmények arra utalnak, hogy a kettős kompakt tagja körül, az anyagbefogási korongra merőlegesen jet alakul ki a röntgenkitörések idején, de az észlelt rádiósugárzás intenzitása jóval kisebb, mint amiket az átlagos mikrokvazárok esetében mértek. A részletes analízis során a kutatók megállapították, hogy a detektált rádiósugárzás legalább két különböző forrásból származik. A periodikusan változó komponenst az anyagakkréció okozza, mely a két csillag pillanatnyi távolságától és helyzetétől függően változik; ugyanakkor van folytonos sugárzás is, ami pedig a B típusú óriás csillagszelében mozgó részecskéktől ered.

A kutatók az adatokból a kompakt égitest forgási periódusát is meg tudták határozni, ami kb. 700 másodpercnek adódott (ez jóval hosszabb, mint a magányos neutroncsillagok, az ún. pulzárok esetében, melyek egy másodperc alatt akár több száz fordulatot is megtesznek).

A kettős további vizsgálata segíthet a neutroncsillagok anyagbefogásának és a jetek kialakulásának pontosabb megértésében.

Forrás: M. Pestalozzi és munkatársai 2009, Astronomy & Astrophysics 506, L21–L24

Hozzászólás

hozzászólás