GX 340+0 II: Perspectivas do Sistema Estelar Z-source
Observações recentes mostram comportamentos únicos da estrela de nêutrons 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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Índice
GX 340+0 II é um sistema estelar fascinante que se encaixa na categoria das Z-sources, um tipo especial de estrela de nêutrons. Essas estrelas são restos incrivelmente densos de explosões de supernova, e as Z-sources são conhecidas pelo seu comportamento distinto. Elas seguem um caminho em forma de Z quando sua luminosidade é plotada em um gráfico, mostrando suas mudanças ao longo do tempo.
Neste artigo, vamos explorar as observações recentes de GX 340+0 II, incluindo suas emissões de Raios X e rádio, e discutir o que aprendemos com sua dança única pelo universo.
O Que Torna as Z-sources Únicas?
As Z-sources como GX 340+0 II são interessantes porque revelam informações cruciais sobre o ciclo de vida das estrelas de nêutrons e como elas interagem com seu entorno. Essas estrelas estão em um sistema binário, ou seja, têm uma estrela companheira, geralmente uma estrela normal. A estrela de nêutrons puxa material da sua companheira, criando um processo chamado Acreção. Esse processo pode levar a mudanças na luminosidade e na forma como as estrelas se comportam em relação uma à outra.
As Observações da Campanha Recente
Em agosto de 2024, foi realizada uma campanha de observação detalhada para estudar GX 340+0 II usando vários telescópios e instrumentos. Essas observações ajudaram os pesquisadores a medir a Polarização dos raios X, uma propriedade que pode indicar a presença e o comportamento de campos magnéticos perto da estrela. A campanha durou vários dias e envolveu a coleta de dados de diferentes comprimentos de onda, incluindo ondas de rádio e raios X.
O principal objetivo era entender como a luminosidade dos raios X muda conforme a estrela de nêutrons se move ao longo de seu caminho em forma de Z. Essa jornada incluiu diferentes estágios chamados de ramos, especificamente o ramo horizontal (HB), ramo normal (NB) e ramo de erupção (FB).
Medições de Polarização de Raios X
Uma das descobertas empolgantes das observações foi a medição da polarização dos raios X no ramo normal (NB) de GX 340+0 II. Durante essa fase, foi observado que o grau de polarização era menor do que no ramo horizontal (HB). O ângulo de polarização permaneceu consistente, sugerindo que a fonte dos raios X era provavelmente semelhante em ambos os ramos.
A diferença nos níveis de polarização oferece insights sobre a dinâmica do material que cai na estrela de nêutrons, fornecendo pistas sobre como o disco de acreção se comporta enquanto a estrela segue seu caminho.
A Dança da Z-track
Enquanto GX 340+0 II dançava ao longo de sua Z-track, os pesquisadores notaram como o sistema transicionou entre os ramos. Durante as observações, a estrela passou a maior parte do tempo no NB. Esse comportamento está alinhado com o que os astrônomos observam em outras Z-sources, indicando que há uma relação entre a luminosidade da estrela, sua posição e a forma como os jatos de material são expulsos.
O Papel das Emissões de Rádio
Além das observações de raios X, os pesquisadores também estudaram as emissões de rádio de GX 340+0 II. As emissões de rádio estão associadas aos jatos produzidos pela estrela de nêutrons, que podem variar com base na luminosidade da estrela. Os dados coletados mostraram que, quando a estrela estava no HB, houve um aumento significativo nas emissões de rádio, sugerindo que um jato constante estava em jogo.
No entanto, durante o NB, não foram detectadas emissões de rádio inicialmente. Uma observação posterior revelou uma detecção tentativa de ondas de rádio, indicando uma mudança no comportamento do jato. Essas observações ajudam a conectar os pontos entre as emissões de raios X e a atividade dos jatos, proporcionando uma imagem mais completa do comportamento da estrela.
A Composição Espectral de GX 340+0 II
Para entender o que contribui para as emissões de GX 340+0 II, os pesquisadores analisaram o espectro dos raios X. Eles identificaram três componentes principais: um disco de acreção, um corpo negro e emissão Comptonizada. Cada um desses componentes desempenha um papel em como a estrela emite sua energia.
O disco de acreção é a massa giratória de material caindo na estrela de nêutrons, enquanto o corpo negro representa a emissão da superfície da estrela. A emissão Comptonizada surge das interações entre elétrons quentes e fótons, criando emissões de alta energia. Juntas, essas componentes explicam as emissões de raios X diversas e dinâmicas da estrela.
Insights de Polarização
A emissão polarizada de GX 340+0 II fornece insights valiosos. Os pesquisadores descobriram que a polarização no NB era menor do que no HB, indicando uma mudança na natureza das emissões enquanto a estrela transicionava entre os ramos. Essa descoberta é essencial para entender o comportamento dos discos de acreção e jatos ao redor das estrelas de nêutrons.
Analisando a polarização, os cientistas podem inferir informações sobre a geometria e a dinâmica do material que cerca a estrela de nêutrons. Entender esses elementos é crucial para juntar as peças do ciclo de vida desses objetos astrofísicos extremos.
O Quadro Geral
As descobertas de GX 340+0 II oferecem um vislumbre da natureza das Z-sources e seu comportamento no universo. Essa pesquisa contribui para nossa compreensão mais ampla das estrelas de nêutrons, suas interações com companheiras e a dinâmica dos discos de acreção.
Estudando a relação entre emissões de raios X e rádio, assim como medições de polarização, os pesquisadores podem construir uma imagem mais clara de como esses sistemas evoluem ao longo do tempo. Observações como as de GX 340+0 II fornecem dados cruciais que ampliam nosso conhecimento sobre as condições extremas presentes no universo.
Conclusão
O estudo de GX 340+0 II mostra o comportamento fascinante e complexo das Z-sources. Através de observações extensas, os pesquisadores começaram a desvendar os segredos das estrelas de nêutrons, seus jatos e o material que as rodeia. Essas descobertas não apenas enriquecem nossa compreensão de estrelas individuais, mas também contribuem para a narrativa maior da evolução estelar no cosmos.
Ao combinar dados de múltiplos comprimentos de onda, os cientistas conseguem conectar os pontos, revelando a dança intrincada da vida e da morte entre as estrelas. Então, da próxima vez que você olhar para o céu à noite, lembre-se de que alguns daqueles pontos brilhantes podem ter suas próprias histórias para contar-histórias de explosões violentas, discos giratórios e a puxada implacável da gravidade.
Título: X-ray and Radio Campaign of the Z-source GX 340+0 II: the X-ray polarization in the normal branch
Resumo: 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.
Autores: 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
Última atualização: 2024-11-01 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2411.00350
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.00350
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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Ligações de referência
- 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
- https://journals.aas.org/oa/
- https://journals.aas.org/article-charges-and-copyright/#author_publication_charges
- https://authortools.aas.org/Quanta/newlatexwordcount.html
- https://journals.aas.org/authors/aastex/aasguide.html#table_cheat_sheet
- https://ctan.org/pkg/cjk?lang=en
- https://journals.aas.org/nonroman/