Curve di luce sottratte dal fondo XMM-Newton (EPIC-pn) e Chandra (ACIS-S) da tutte le osservazioni con QPE di GSN 069 in una banda comune di 0,4-1 keV. Credito:Miniutti et al., 2022.
Utilizzando il satellite XMM-Newton dell'ESA e la navicella spaziale Chandra della NASA, un team internazionale di astronomi ha studiato un comportamento peculiare delle eruzioni quasi periodiche (QPE) in una galassia attiva nota come GSN 069. Risultati dello studio, pubblicati il 15 luglio su arXiv.org , gettano più luce sulla natura del fenomeno QPE.
Le eruzioni quasi periodiche di raggi X sono un fenomeno recentemente scoperto associato ai buchi neri supermassicci al centro delle galassie. Sono lampi di raggi X di ampiezza estremamente elevata che si ripetono ogni poche ore e si originano vicino ai buchi neri supermassicci centrali (SMBH) nei nuclei galattici.
Situata a circa 250 milioni di anni luce di distanza nella costellazione dello Scultore, GSN 069 è una galassia attiva rilevata per la prima volta nel 2010 con XMM-Newton. Il buco nero centrale di questa galassia ha una massa di circa 400.000 masse solari.
Le osservazioni XMM-Newton di GSN 069, condotte nel dicembre 2018, hanno rivelato che la curva di luce dei raggi X -ts mostra bagliori di raggi X di breve durata e di ampiezza elevata che si ripetono ogni nove ore. È stato riscontrato che questi QPE producono un aumento del tasso di conteggio dei raggi X fino a due ordini di grandezza nelle bande di energia più difficili.
Ora, al fine di ottenere maggiori informazioni sulla natura delle esplosioni di GSN 069, un gruppo di astronomi guidato da Giovanni Miniutti del Centro spagnolo di astrobiologia a Madrid, in Spagna, ha analizzato i dati di XMM-Newton e Chandra raccolti tra il 2010 e il 2021.
"In questo lavoro, presentiamo i risultati ottenuti da osservazioni a raggi X a 12 punti di GSN 069 (11 di XMM-Newton e 1 di Chandra) e discutiamo le proprietà su scala temporale breve e lunga sia dei QPE che dell'emissione continua (quiescente) negli ultimi 11 anni", hanno scritto i ricercatori.
Lo studio ha confermato che i QPE in GSN 069 sono un fenomeno transitorio. Il primo QPE in questa galassia è stato identificato il 24 dicembre 2018 e l'ultimo nel gennaio 2020. Queste eruzioni hanno avuto un tempo complessivo compreso tra 1 e 5,5 anni.
Si è scoperto che i QPE misurati nelle bande di alta energia sono più forti, raggiungono il picco prima e hanno una durata più breve rispetto a quando misurati a energie più deboli. È stato riscontrato che la variabilità del livello di quiescenza nelle osservazioni con QPE mostra un'oscillazione quasi periodica (QPO) al tempo medio di ricorrenza dipendente dall'osservazione.
La ricerca ha inoltre rilevato che, a partire dall'ultima osservazione durante la quale vengono rilevati i QPE, l'emissione di raggi X del GSN 069 si è schiarita in modo significativo, raggiungendo un secondo picco circa 10-11 anni dopo il primo rilevamento di raggi X.
Gli astronomi hanno concluso che le proprietà QPE di GSN 069, insieme all'evoluzione dei raggi X a lungo termine, possono essere spiegate da uno scenario in cui un binario costituito da due nane bianche (WD) viene catturato dall'SMBH le cui forze di marea ne espellono una componente, mentre l'altro forma un binario su un'orbita altamente eccentrica con l'SMBH.
"Il WD sopravvissuto si trova ancora su un'orbita altamente eccentrica che si sta restringendo a causa delle perdite di energia e di momento angolare e, dopo alcuni anni dall'evento iniziale simile a TDE [simile a un evento di interruzione delle maree], riempie eccessivamente il proprio lobo di Roche in ogni pericentro I conseguenti eventi di stripping della marea producono i QPE osservati (uno per ogni episodio di trasferimento di massa al pericentro)", hanno spiegato i ricercatori. + Esplora ulteriormente
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