GX 340+0 II : Infos du système stellaire Z-source
Des observations récentes révèlent des comportements uniques de l'étoile à neutrons GX 340+0 II.
Yash Bhargava, Thomas D. Russell, Mason Ng, Arvind Balasubramanian, Liang Zhang, Swati Ravi, Vishal Jadoliya, Sudip Bhattacharyya, Mayukh Pahari, Jeroen Homan, Herman L. Marshall, Deepto Chakrabarty, Francesco Carotenuto, Aman Kaushik
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Table des matières
- Qu'est-ce qui rend les Z-sources uniques ?
- Les observations récentes de la campagne
- Mesures de la polarisation des rayons X
- La danse du Z-track
- Le rôle des émissions radio
- La composition spectrale de GX 340+0 II
- Éclairages sur la polarisation
- Le tableau d'ensemble
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
GX 340+0 II est un système stellaire fascinant qui fait partie des Z-sources, un type spécial d'étoile à neutrons. Les étoiles à neutrons sont des restes incroyablement denses d'explosions de supernova, et les Z-sources sont connues pour leur comportement distinctif. Elles suivent un chemin en forme de Z quand on trace leur brillance sur un graphique, montrant leurs changements au fil du temps.
Dans cet article, on va explorer les observations récentes de GX 340+0 II, y compris ses émissions en Rayons X et en radio, et discuter de ce qu'on a appris de sa danse unique à travers l'univers.
Qu'est-ce qui rend les Z-sources uniques ?
Les Z-sources comme GX 340+0 II sont intéressantes car elles révèlent des infos cruciales sur le cycle de vie des étoiles à neutrons et comment elles interagissent avec leur environnement. Ces étoiles sont dans un système binaire, ce qui signifie qu'elles ont une étoile compagne, généralement une étoile normale. L'étoile à neutrons attire de la matière de sa compagne, créant un processus appelé Accrétion. Ce processus peut mener à des changements de brillance et à la façon dont les étoiles se comportent l'une par rapport à l'autre.
Les observations récentes de la campagne
En août 2024, une campagne d'observation approfondie a été menée pour étudier GX 340+0 II à l'aide de divers télescopes et instruments. Ces observations ont aidé les chercheurs à mesurer la Polarisation des rayons X, une propriété qui peut indiquer la présence et le comportement des champs magnétiques près de l'étoile. La campagne a duré plusieurs jours et a impliqué la collecte de données à différentes longueurs d'onde, y compris les ondes radio et les rayons X.
Le but principal était de comprendre comment la brillance en rayons X change en fonction du mouvement de l'étoile à neutrons le long de son chemin en forme de Z. Ce voyage comportait différentes étapes appelées branches, spécifiquement la branche horizontale (HB), la branche normale (NB), et la branche de flare (FB).
Mesures de la polarisation des rayons X
Une des découvertes passionnantes des observations a été la mesure de la polarisation des rayons X dans la branche normale (NB) de GX 340+0 II. Pendant cette phase, on a observé que le degré de polarisation était plus bas que dans la branche horizontale (HB). L'angle de polarisation est resté constant, suggérant que la source des rayons X était probablement similaire à travers les deux branches.
La différence de niveaux de polarisation offre des indices sur la dynamique de la matière tombant sur l'étoile à neutrons, fournissant des pistes sur le comportement du disque d'accrétion alors que l'étoile se déplace le long de son chemin.
La danse du Z-track
Alors que GX 340+0 II dansait le long de son Z-track, les chercheurs ont noté comment le système passait d'une branche à l'autre. Pendant les observations, l'étoile a passé la plupart de son temps dans la NB. Ce comportement correspond à ce que les astronomes observent dans d'autres Z-sources, indiquant qu'il y a une relation entre la brillance de l'étoile, sa position et la façon dont les jets de matière sont expulsés.
Le rôle des émissions radio
En plus des observations en rayons X, les chercheurs ont aussi étudié les émissions radio de GX 340+0 II. Les émissions radio sont liées aux jets produits par l'étoile à neutrons, qui peuvent varier en fonction de la brillance de l'étoile. Les données collectées ont montré que quand l'étoile était dans la HB, il y avait une augmentation significative des émissions radio, suggérant qu'un jet stable était en jeu.
Cependant, durant la NB, aucune Émission Radio n'a été détectée au départ. Une observation ultérieure a révélé une détection tentative d'ondes radio, indiquant un changement dans le comportement du jet. Ces observations aident à relier les points entre les émissions en rayons X et l'activité des jets, offrant une vue plus complète du comportement de l'étoile.
La composition spectrale de GX 340+0 II
Pour comprendre ce qui contribue aux émissions de GX 340+0 II, les chercheurs ont analysé le spectre des rayons X. Ils ont identifié trois composants principaux : un disque d'accrétion, un corps noir, et une émission Comptonisée. Chacun de ces composants joue un rôle dans la façon dont l'étoile émet son énergie.
Le disque d'accrétion est la masse tourbillonnante de matière tombant sur l'étoile à neutrons, tandis que le corps noir représente l'émission de la surface de l'étoile. L'émission Comptonisée provient des interactions entre des électrons chauds et des photons, créant des émissions à haute énergie. Ensemble, ces composants expliquent les émissions X diversifiées et dynamiques de l'étoile.
Éclairages sur la polarisation
L'émission polarisée de GX 340+0 II fournit des informations précieuses. Les chercheurs ont trouvé que la polarisation dans la NB était plus basse que dans la HB, indiquant un changement dans la nature des émissions à mesure que l'étoile passait d'une branche à l'autre. Cette découverte est essentielle pour comprendre le comportement des disques d'accrétion et des jets autour des étoiles à neutrons.
En analysant la polarisation, les scientifiques peuvent déduire des infos sur la géométrie et la dynamique de la matière entourant l'étoile à neutrons. Comprendre ces éléments est crucial pour reconstituer le cycle de vie de ces objets astrophysiques extrêmes.
Le tableau d'ensemble
Les découvertes concernant GX 340+0 II offrent un aperçu de la nature des Z-sources et de leur comportement dans l'univers. Cette recherche contribue à notre compréhension plus large des étoiles à neutrons, de leurs interactions avec leurs compagnons, et de la dynamique des disques d'accrétion.
En étudiant la relation entre les émissions en rayons X et en radio, ainsi que les mesures de polarisation, les chercheurs peuvent construire une image plus claire de l'évolution de ces systèmes au fil du temps. Des observations comme celles de GX 340+0 II fournissent des données cruciales qui enrichissent notre connaissance des conditions extrêmes présentes dans l'univers.
Conclusion
L'étude de GX 340+0 II met en lumière le comportement fascinant et complexe des Z-sources. Grâce à des observations approfondies, les chercheurs ont commencé à percer les secrets des étoiles à neutrons, de leurs jets, et de la matière qui les entoure. Ces découvertes enrichissent non seulement notre compréhension des étoiles individuelles mais contribuent aussi à la narrative plus large de l'évolution stellaire dans le cosmos.
En combinant les données provenant de plusieurs longueurs d'onde, les scientifiques peuvent relier les points, révélant la danse complexe de la vie et de la mort parmi les étoiles. Donc, la prochaine fois que tu regarderas le ciel étoilé, souviens-toi que certains de ces points scintillants ont peut-être leurs propres histoires à raconter : des histoires d'explosions violentes, de disques tourbillonnants, et de l'irrésistible attraction de la gravité.
Titre: X-ray and Radio Campaign of the Z-source GX 340+0 II: the X-ray polarization in the normal branch
Résumé: We present the first X-ray polarization measurement of the neutron star low-mass X-ray binary and Z-source, GX 340$+$0, in the normal branch (NB) using a 200 ks observation with the Imaging X-ray Polarimetric Explorer (IXPE). This observation was performed in 2024 August. Along with IXPE, we also conducted simultaneous observations with NICER, AstroSat, Insight-HXMT, ATCA, and GMRT to investigate the broadband spectral and timing properties in the X-ray and radio wavelengths. During the campaign, the source traced a complete Z-track during the IXPE observation but spent most of the time in the NB. We measure X-ray polarization degree (PD) of $1.22\pm0.25\%$ in the 2-8 keV energy band with a polarization angle (PA) of $38\pm6^\circ$. The PD in the NB is observed to be weaker than in the horizontal branch (HB) but aligned in the same direction. The PD of the source exhibits a marginal increase with energy while the PA shows no energy dependence. The joint spectro-polarimetric modeling is consistent with the observed X-ray polarization originating from a single spectral component from the blackbody, the Comptonized emission, or reflection feature, while the disk emission does not contribute towards the X-ray polarization. GMRT observations at 1.26 GHz during HB had a tentative detection at 4.5$\pm$0.7 mJy while ATCA observations a day later during the NB detected the source at 0.70$\pm$0.05 mJy and 0.59$\pm$0.05 mJy in the 5.5 & 9 GHz bands, respectively, suggesting an evolving jet structure depending on the Z-track position.
Auteurs: Yash Bhargava, Thomas D. Russell, Mason Ng, Arvind Balasubramanian, Liang Zhang, Swati Ravi, Vishal Jadoliya, Sudip Bhattacharyya, Mayukh Pahari, Jeroen Homan, Herman L. Marshall, Deepto Chakrabarty, Francesco Carotenuto, Aman Kaushik
Dernière mise à jour: Nov 1, 2024
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2411.00350
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.00350
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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Liens de référence
- https://www.ctan.org/pkg/revtex4-1
- https://www.tug.org/applications/hyperref/manual.html#x1-40003
- https://astrothesaurus.org
- https://astrobrowse.issdc.gov.in/astro_archive/archive/Home.jsp
- https://astrosat-ssc.iucaa.in/uploads/laxpc/LAXPCsoftware22Aug15.zip
- https://hxmten.ihep.ac.cn/software.jhtml
- https://www.narrabri.atnf.csiro.au/operations/array_configurations/configurations.html
- https://ror.org/05qajvd42
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- https://ctan.org/pkg/cjk?lang=en
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