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Beobachtungen zeigen, dass der Röntgendoppelstern Swift J1727.8-1613 einen großen relativistischen Jet hat

MAXI-Lichtkurve der Entwicklung von Swift J1727.8-1613 zu Beginn seiner Explosion im Jahr 2023. Bildnachweis: Wood et al., 2024.

Mithilfe des Very Long Baseline Array (VLBA) und des Long Baseline Array (LBA) beobachteten Astronomen einen massearmen Röntgendoppelstern eines Schwarzen Lochs namens Swift J1727.8-1613. Dabei entdeckten sie, dass das System einen sehr ausgedehnten und hellen relativistischen Jet beherbergt. Die Entdeckung wurde in einem am 20. Mai auf dem Preprint-Server veröffentlichten Artikel detailliert beschrieben. arXiv.

Röntgendoppelsterne (XRBs) sind Systeme, die aus einem normalen Stern oder Weißen Zwerg bestehen, der Masse auf ein kompaktes Objekt überträgt, bei dem es sich entweder um einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch handeln kann. XRBs werden basierend auf der Masse des begleitenden Sterns weiter in Röntgendoppelsterne mit geringer Masse (LMXB) und Röntgendoppelsterne mit hoher Masse (HMXB) unterteilt.

Swift J1727.8-1613 (oder kurz J1727) wurde im August 2023 entdeckt und ist ein massearmes Röntgenbinärsystem eines Schwarzen Lochs (BH LMXB), das sich in einer Entfernung von 8.800 Lichtjahren befindet. Der Doppelstern enthält einen ersten Begleitstern vom K-Typ und die Umlaufzeit des Systems beträgt etwa 7,6 Stunden.

Frühere Beobachtungen von J1727 zeigten, dass es sich zu Beginn eines hellen Ausbruchs in einem harten Zustand befand. Dies ist typisch für BH-LMXBs, da die Explosion in solchen Systemen in einem aufsteigenden harten Zustand beginnt, in dem die Radioemission von einem kompakten, stabilen, teilweise selbstabsorbierenden, Synchrotron-emittierenden kontinuierlichen Strahl dominiert wird.

Diese Beobachtungen legen nahe, dass J1727 einen hellen, harten Jet hatte, der in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet war, und nun hat ein Team von Astronomen unter der Leitung von Callan M. Wood von der Curtin University in Australien das System mit VLBA und LBA untersucht, um dies zu bestätigen.

Neue Beobachtungen von J1727, die von Woods Team während der harten und mittelharten Zustände des Systems durchgeführt wurden, zeigten einen hellen Kern mit einem hochaufgelösten asymmetrischen Jet, der sich in Nord-Süd-Richtung erstreckt. Die gesammelten Bilder zeigen auch einen diskreten Jet-Knoten, der in Richtung Süden in einer Entfernung von 66,7 mas vom Kern schnell verblasst.

Die Länge der detektierten ausgedehnten kontinuierlichen Struktur wurde auf etwa 40 m geschätzt. Der Jet erstreckt sich 30 bzw. 10 mas vom Kern entfernt in südlicher bzw. nördlicher Richtung. Daher haben Astronomen festgestellt, dass der Jet von J1727 mit einer geschätzten Ausdehnung von 95 bis 160 AE der am besten aufgelöste kontinuierliche binäre Röntgenstrahl ist und möglicherweise auch der physikalisch ausgedehnteste kontinuierliche binäre Röntgenstrahl, der bisher entdeckt wurde.

„Diese Bilder zeigen den am besten aufgelösten kontinuierlichen binären Röntgenstrahl und möglicherweise den physikalisch ausgedehntesten kontinuierlichen binären Röntgenstrahl, der jemals beobachtet wurde“, schlussfolgerten die Wissenschaftler.

Die Forscher fanden außerdem heraus, dass der Jet von J1727 eine Eigengeschwindigkeit von β ≥ 0,27 hatte und seine Neigung nicht mehr als 74 Grad betrug. Bezüglich des identifizierten diskreten Jet-Knotens spekulieren die Autoren des Artikels, dass er das Ergebnis eines internen Stromstoßes oder einer Jet-Interstellar-Medium-Wechselwirkung sein könnte.

Mehr Informationen:
Callan M. Wood et al., Swift J1727.8-1613 hat den größten aufgelösten kontinuierlichen Jet, der jemals in einem Röntgendoppelsystem beobachtet wurde. arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2405.12370

Zeitschrifteninformationen:
arXiv

© 2024 Science X Network

Zitat: Der Swift Swift-j17278-large.html

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By rb8jg

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