Novas descobertas sobre as distâncias de binárias de raios X
Medições recentes ajustam as distâncias até Cyg X-3 e GRS 1915.
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Índice
Binaras de raios-X são sistemas onde uma estrela puxa matéria de outra estrela, gerando raios-X. Entender as Distâncias até esses sistemas ajuda a gente a aprender sobre suas propriedades, como massa e brilho. Esse artigo foca nas distâncias de duas binaras de raios-X notáveis: Cyg X-3 e GRS 1915.
Métodos Precisos de Medida de Distância
Estudos recentes usaram técnicas avançadas pra melhorar a precisão das medições de distância até essas binaras de raios-X. Um método envolve medir a Paralaxe, que é a mudança aparente na posição de um objeto quando observado de dois pontos diferentes. Essa técnica pode dar valores de distância bem precisos. Outra abordagem usa o movimento das estrelas e suas velocidades em relação ao centro da Galáxia pra determinar distâncias.
Cyg X-3
Cyg X-3 é uma binara de raios-X bem conhecida na constelação do Cisne. Foi difícil determinar sua distância por causa de vários fatores, incluindo a presença de poeira interestelar que atrapalha a visibilidade. No entanto, observações recentes usando o Very Long Baseline Array (VLBA) a 43 GHz melhoraram muito a precisão da estimativa de sua distância.
Após um ano de observações cuidadosas, os pesquisadores mediram a posição de Cyg X-3 em relação a uma fonte de rádio próxima, revelando que ela está a cerca de 9,67 kiloparsecs (kpc) da Terra. Essa medição tem uma pequena incerteza, o que dá confiança na sua precisão.
GRS 1915
GRS 1915 é outra binara de raios-X importante que foi estudada pra descobrir sua distância. Estimativas anteriores colocavam sua distância em uma faixa bem ampla, levando a incertezas sobre suas propriedades. A nova distância estimada, usando técnicas similares às aplicadas a Cyg X-3, é de cerca de 12,5 kpc. Esse novo entendimento permite que os astrônomos consigam definir melhor a massa das estrelas dentro do sistema binário.
Comparação das Estimativas de Distância
As distâncias obtidas para Cyg X-3 e GRS 1915 mostram um bom concordância com trabalhos anteriores, mas com mais precisão. As distâncias complementam nosso entendimento sobre a natureza dessas binaras de raios-X. Por exemplo, saber a distância ajuda a estimar a massa do buraco negro em GRS 1915, que é essencial pra classificar que tipo de buraco negro é.
Importância das Medidas de Distância Precisas
Saber a distância até um objeto astronômico é vital. Isso influencia nosso entendimento sobre a massa, brilho e energia do objeto. Para binaras de raios-X de alta massa como Cyg X-1, a distância foi incerta por décadas, levando a debates sobre se a estrela companheira era um buraco negro ou uma estrela de nêutrons. Medidas precisas agora confirmam que Cyg X-1 realmente tem um buraco negro.
Entender as distâncias de Cyg X-3 e GRS 1915 serve a um propósito similar. Ajuda os cientistas a categorizar esses sistemas com precisão e entender sua formação e comportamento.
Cinemática Galáctica
O uso da cinemática galáctica - estudando o movimento das estrelas - foi útil pra medir distâncias. Analisando o movimento próprio dessas binaras e suas velocidades em relação ao Padrão Local de Repouso (LSR), os pesquisadores podem inferir suas distâncias. Essa metodologia mostrou-se promissora, especialmente pra fontes mais distantes, já que requer menos medições precisas do que os métodos tradicionais de paralaxe.
O Papel das Estrelas Jovens
Estrelas jovens na proximidade dessas binaras de raios-X ajudam a fornecer contexto pra suas distâncias. Cyg X-3, por exemplo, é considerada parte do braço espiral externo da Via Láctea. Observações de outras estrelas jovens massivas na mesma região mostram padrões de movimento próprio semelhantes, apoiando a ideia de que Cyg X-3 está perto de populações estelares mais jovens.
Implicações das Baixas Velocidades Peculiares
Em muitos casos, as velocidades peculiares - movimentos não circulares das estrelas - de binaras de raios-X de alta massa são relativamente pequenas. Velocidades peculiares pequenas sugerem que as estrelas compactas se formaram sem muitas perturbações, o que pode ter implicações pra dinâmica da formação estelar na galáxia. Se uma estrela se forma com um pequeno "empurrão" durante sua formação, ela permanece perto de seu local de origem, contribuindo pra um melhor entendimento do ambiente onde esses sistemas evoluem.
Futuro das Medidas de Distância
À medida que a tecnologia avança, a capacidade de medir distâncias de forma mais precisa vai melhorar. Estudos futuros provavelmente vão continuar explorando as distâncias de outras binaras de raios-X, usando métodos que integrem tanto medições de paralaxe quanto análises cinemáticas. Essas abordagens levarão a um entendimento mais profundo dos papéis que essas binaras desempenham no contexto mais amplo da Via Láctea.
Conclusão
Medições precisas de distância até binaras de raios-X como Cyg X-3 e GRS 1915 são cruciais pra aprender sobre suas características físicas e comportamento. Avanços recentes nas técnicas de medição resultaram em estimativas de distância mais confiáveis, que ajudam a categorizar melhor esses sistemas. Entender suas distâncias, no final das contas, ajuda a desvendar os mistérios de sua formação e evolução, fazendo contribuições significativas pro nosso entendimento mais amplo do universo.
Título: On the Distances to the X-ray Binaries Cygnus X-3 and GRS 1915+105
Resumo: In this paper we significantly improve estimates of distance to the X-ray binary systems Cyg X-3 and GRS 1915+105. We report a highly accurate trigonometric parallax measurement for Cyg X-3 using the VLBA at 43 GHz, placing the source at a distance of 9.67+0.53-0.48 kpc. We also use Galactic proper motions and line-of-sight radial velocity measurements to determine 3-dimensional (3D) kinematic distances to both systems, under the assumption that they have low peculiar velocities. This yields distances of 8.95+-0.96 kpc for Cyg X-3 and 9.4+-0.6 (statistical)+-0.8 (systematic) for GRS 1915+105. The good agreement between parallax and 3D kinematic distances validates the assumption of low peculiar velocities, and hence small natal kicks, for both of the systems. For a source with a low peculiar velocity, given its parallax distance, Cyg X-3 should have a Vlsr near -64+-5 km/s. Our measurements imply a slightly higher inclination angle, and hence lower black hole mass for GRS 1915+105 than found from previous work by Reid et al (2014) and strengthen arguments from X-ray polarization that Cyg X-3 would be an ultraluminous X-ray source if viewed face-on.
Autores: M. J. Reid, J. C. A. Miller-Jones
Última atualização: 2023-09-26 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2309.15027
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.15027
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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