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Nouveaux aperçus sur le binaire Be/X-ray 2MASS J00524508-7228437

Des astronomes étudient une récente explosion de rayons X d'un système binaire Be/X-ray.

Thomas M. Gaudin, Malcolm J. Coe, Jamie A. Kennea, Itumaleng M. Monageng, David A. H. Buckley, Andrzej Udalski, Phil A. Evans

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Les binaires Be/X-ray sont un type de système stellaire. Dans ces systèmes, une étoile chaude et massive, appelée étoile Be, orbite autour d'un objet compact. Cet objet compact peut être une étoile à neutrons ou une naine blanche. Ces systèmes sont connus pour produire des Rayons X, qui sont des radiations électromagnétiques à haute énergie. Les émissions de rayons X proviennent de l'interaction entre l'étoile Be et l'objet compact.

Le Système Stellaire 2MASS J00524508-7228437

Un de ces systèmes stellaires est 2MASS J00524508-7228437. Il se trouve dans le Petit Nuage de Magellan, une galaxie proche. Ce système a été identifié comme un système d'étoiles Be, spécifiquement un Binaire Be/X-ray. Récemment, il a attiré l'attention des astronomes en raison d'un jaillissement de rayons X rapide et brillant.

Observations de l'Éruption

Des observations en rayons X faites avec Swift ont indiqué que l'éruption a duré moins de 16 jours. Pendant cette courte période, le système a émis des rayons X avec une luminosité extrêmement élevée, connue sous le nom de luminosités super-Eddington. Les observations ont également montré que le spectre des rayons X pendant l'éruption était doux, suggérant la présence d'une naine blanche comme objet compact dans le système.

Après l'éruption de rayons X, des observations supplémentaires dans les bandes optiques et ultraviolettes ont confirmé qu'un bref flare optique s'était également produit. Ce flare a coïncidé avec l'éruption de rayons X et a duré moins de 7 jours.

Le Compagnon Optique

Le compagnon optique de l'objet compact a été confirmé comme étant une étoile Be, spécifiquement une étoile OBe de type précoce. Ce type d'étoile est caractérisé par des lignes d'émission dans son spectre, qui proviennent d'un disque circumstellaire de matière. La présence d'un disque indique que de la matière est transférée de l'étoile Be à l'objet compact, qui est probablement une naine blanche.

Période Orbitale et Changements

Les données d'observation provenant de diverses sources ont indiqué que la période orbitale de ce système était d'environ 17,55 jours. Cependant, avant l'éruption, cette période a été raccourcie à environ 17,14 jours sur une période de deux ans. Ce changement est inhabituel et nécessite une enquête plus approfondie pour comprendre les mécanismes qui le sous-tendent.

Le Rôle de l'Enquête Swift S-CUBED

L'enquête Swift S-CUBED, qui a débuté en 2016, vise à trouver de nouveaux binaires Be/X-ray et à étudier leur comportement d'émission en rayons X. Ce projet a réussi à identifier plusieurs nouveaux systèmes et à suivre des éruptions notables de sources connues.

Les observations réalisées pendant l'enquête S-CUBED ont joué un rôle critique dans l'identification de l'éruption récente de 2MASS J00524508-7228437.

Caractéristiques des Binaries Be/X-ray

Les binaires Be/X-ray peuvent présenter une variété de comportements. La présence d'éruptions de rayons X est typique, car elles sont liées à l'interaction entre le disque circumstellaire de l'étoile Be et l'objet compact. Quand l'objet compact est une étoile à neutrons, les éruptions de rayons X peuvent être très brillantes. Cependant, quand l'objet compact est une naine blanche, les émissions de rayons X sont généralement plus faibles et plus difficiles à détecter.

Bien qu'elles soient rares, quelques binaires Be/X-ray avec des Naines blanches ont été confirmées, et 2MASS J00524508-7228437 est désormais considéré comme l'un de ces systèmes.

La Nature de l'Éruption Récente

La récente éruption de rayons X de ce système stellaire est suggérée être une éruption nova. Les novae se produisent quand une naine blanche allume la matière qu'elle a accumulée sur sa surface, entraînant une augmentation rapide de la luminosité, suivie d'un déclin progressif.

Cette éruption spécifique était probablement le résultat d'un échappement thermonucléaire sur la surface de la naine blanche. Pendant cet événement, la matière transférée de l'étoile Be s'est enflammée, provoquant l'éclat de luminosité observé dans le spectre des rayons X.

Comparaison avec D'autres Systèmes

L'éruption observée dans 2MASS J00524508-7228437 partage des similitudes avec d'autres systèmes binaires Be/X-ray connus, spécifiquement MAXI J0158-477, qui a également connu une éruption super-lumineuse. Comprendre ces événements aide les astronomes à en apprendre davantage sur les interactions dans les systèmes d'étoiles Be et le comportement des objets compacts, en particulier des naines blanches.

L'Importance de l'Étude Continue

Alors que la compréhension des binaires Be/X-ray s'accroît, il devient clair que des observations supplémentaires sont nécessaires. Chaque nouvelle découverte, comme 2MASS J00524508-7228437, enrichit la connaissance de ces systèmes fascinants. Ils fournissent un aperçu de l'évolution des étoiles massives et de la dynamique des interactions binaires.

Conclusion

En résumé, les récentes observations de 2MASS J00524508-7228437 ont révélé des détails clés sur ce système binaire Be/X-ray. La succession rapide des éruptions de rayons X et optiques établit la présence d'une naine blanche et d'une étoile Be, confirmant la classification du système. Les changements dans la période orbitale avant l'événement sont intrigants et justifient une enquête plus approfondie. Alors que les astronomes continuent de surveiller ces systèmes, ils peuvent découvrir davantage sur les comportements complexes et les interactions qui définissent les binaires Be/X-ray.

L'étude de systèmes comme 2MASS J00524508-7228437 met en lumière les phénomènes plus larges des émissions de rayons X dans l'univers et la vie fascinante des étoiles massives.

Source originale

Titre: CXOU J005245.0-722844: Discovery of a Be Star / White Dwarf binary system in the SMC via a very fast, super-Eddington X-ray outburst event

Résumé: CXOU J005245.0-722844 is an X-ray source in the Small Magellanic Cloud (SMC) that has long been known as a Be/X-ray binary (BeXRB) star, containing an OBe main sequence star and a compact object. In this paper, we report on a new very fast X-ray outburst from CXOU J005245.0-722844. X-ray observations taken by Swift constrain the duration of the outburst to less than 16 days and find that the source reached super-Eddington X-ray luminosities during the initial phases of the eruption. The XRT spectrum of CXOU J005245.0-722844 during this outburst reveals a super-soft X-ray source, best fit by an absorbed thermal blackbody model. Optical and Ultraviolet follow-up observations from the Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS), and Swift identify a brief ~0.5 magnitude optical burst coincident with the X-ray outburst that lasted for less than 7 days. Optical photometry additionally identifies the orbital period of the system to be 17.55 days and identifies a shortening of the period to 17.14 days in the years leading up to the outburst. Optical spectroscopy from the Southern African Large Telescope (SALT) confirms that the optical companion is an early-type OBe star. We conclude from our observations that the compact object in this system is a white dwarf (WD), making this the seventh candidate Be/WD X-ray binary. The X-ray outburst is found to be the result of a very-fast, ultra-luminous nova similar to the outburst of MAXI J0158-744.

Auteurs: Thomas M. Gaudin, Malcolm J. Coe, Jamie A. Kennea, Itumaleng M. Monageng, David A. H. Buckley, Andrzej Udalski, Phil A. Evans

Dernière mise à jour: 2024-08-02 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2408.01388

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2408.01388

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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