Gli astronomi hanno studiato un buco nero transitorio noto come GRS 1716-249 con il Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) della NASA. Il nuovo studio fornisce approfondimenti cruciali sulle proprietà della sorgente nei suoi stati spettrali duri e intermedi. I risultati della ricerca sono stati pubblicati il ​​31 dicembre su arXiv.org.

Le binarie a raggi X (XRB) sono costituite da una stella normale o da una nana bianca che trasferisce massa su un compatto, una stella di neutroni o un buco nero. Molti XRB di buchi neri mostrano eventi transitori caratterizzati da esplosioni nella banda dei raggi X.

Durante questi sfoghi, gli astronomi osservano principalmente gli stati spettrali hard e soft. Nello stato duro, lo spettro è dominato da un continuum a forma di legge di potere, mentre nello stato morbido, lo spettro è dominato da un'emissione disco-corpo nero. Però, alcuni XRB di buchi neri mostrano anche uno stato intermedio in cui il continuum hard power-law e una componente di emissione termica del disco danno approssimativamente lo stesso contributo allo spettro totale.

Situato a circa 7, 800 anni luce di distanza, GRS 1716-249 è un binario a raggi X a bassa massa (LMXB) scoperto nel 1993. È noto che la sorgente ha sperimentato esplosioni, e uno di loro, il più recente, è stata rilevata a dicembre, 2016. Gli astronomi hanno scoperto che durante questa esplosione, GRS 1716-249 si è avvicinato allo stato morbido tre volte; però, non ha mai raggiunto lo stato morbido canonico.

Per far luce sugli stati spettrali di GRS 1716-249, un team di astronomi guidato da Jiachen Jiang della Tsinghua University di Pechino, Cina, ha analizzato sette osservazioni NuSTAR di questa fonte.

"In questo documento, conduciamo un'analisi spettrale dettagliata delle sette osservazioni NuSTAR (Harrison et al. 2013) di GRS 1716-249 innescate durante l'esplosione nel 2016-2017, " scrivono gli astronomi sul giornale.

L'ultima esplosione di GRS 1716-249 è durata otto mesi fino a quando non è tornata allo stato di quiescenza. Le prime sei osservazioni NuSTAR svelate in uno stato hard canonico, mentre l'ultima osservazione ha rivelato il suo stato intermedio in quanto sono stati identificati sia una componente termica del disco che un continuum power-law.

In particolare, gli astronomi hanno spiegato che le prime quattro osservazioni sono state effettuate nella fase ascendente dell'esplosione. In questa fase, gli spettri di GRS 1716-249 mostrano una forma spettrale coerente ma una crescente luminosità dei raggi X, dallo 0,8 all'1,2% della luminosità di Eddington.

in seguito, gli spettri delle due osservazioni successive diventano più deboli sebbene la sorgente rimanga a una luminosità di raggi X simile. È stato notato che la sesta osservazione mostra il più basso cut-off di alta energia nell'emissione coronale, ciò che indica una temperatura coronale fredda (inferiore a 50 keV).

Finalmente, gli spettri della settima osservazione mostrano una combinazione di un'emissione termica del disco, un'emissione coronale più morbida, e una forte componente di riflessione del disco. Questo, secondo gli astronomi, indica che GRS 1716-249 è in uno stato intermedio di flusso molto basso. È stato anche scoperto che la sorgente mostra la luminosità dei raggi X più bassa nell'ultima osservazione, ma ha un flusso assoluto simile dalla componente di riflessione del disco rispetto alle osservazioni precedenti, ciò che suggerisce un possibile cambiamento nella geometria della corona.

Nelle considerazioni conclusive, i ricercatori hanno notato che lo stato intermedio di GRS 1716-249 mostra una densità del disco simile allo stato intermedio della sorgente di raggi X Cygnus X-1, ma ha una luminosità molto più bassa nella banda dei raggi X.

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