Cygnus X-3 es un sistema binario de rayos X de alta masa ( HMXB ), una de las fuentes de rayos X binarios más potentes del cielo. A menudo se considera un microcuásar y se cree que es un objeto compacto en un sistema binario que está atrayendo una corriente de gas de una estrella compañera ordinaria. Es uno de los dos únicos HMXB conocidos que contienen una estrella Wolf-Rayet . Es invisible visualmente, pero se puede observar en longitudes de onda de radio , infrarrojos , rayos X y rayos gamma .
Cygnus X-3 es una fuente importante de rayos X , con rayos X suaves y duros de intensidad variable. Los períodos en los que los rayos X duros tienen una intensidad mínima se conocen como estados suaves. Está a menos de medio grado de un púlsar de rayos gamma , pero es en sí mismo una fuente débil de rayos gamma. También muestra llamaradas periódicas de rayos gamma, aparentemente todas ocurriendo durante el estado suave. [6] [7]
Es indetectable en longitudes de onda visuales debido a la extinción extrema en el plano galáctico . Sin embargo, hay una fuente puntual infrarroja en su posición. [2] Cygnus X-3 también es notable por ser el único microcuásar detectado firmemente en los rayos gamma de alta energía en el rango >100 MeV . [8]
Debido a las variaciones en la emisión en varias longitudes de onda, a Cygnus X-3 se le ha dado la designación de estrella variable V1521 Cygni. [9]
Cygnus X-3 es notable por su intensa emisión de rayos X, pero también es notable por sus llamaradas de rayos gamma y de radio durante las cuales se convierte en la fuente de radio más brillante de la Vía Láctea . [10] Las llamaradas de rayos gamma aparentemente ocurren en el período de radio tranquilo antes de una llamarada de radio importante. [6] [7]
Durante las llamaradas de radio gigantes, se ha resuelto un chorro relativista en aproximadamente14 ° de estar dirigido directamente hacia nosotros. [10]
Cygnus X-3 muestra variaciones consistentes en todas las longitudes de onda con unaPeriodo de 4,8 h . La naturaleza del espectro infrarrojo y la emisión de rayos X se interpretan como un sistema binario que contiene una estrella Wolf-Rayet (WR) y un objeto compacto.Las variaciones de 4,8 h se han interpretado como eclipses, [6] pero se cree que esto es poco probable porque no hay caídas periódicas bien definidas en el brillo. [2]
La órbita del sistema binario no se conoce con precisión, salvo el período. Por lo tanto, las masas de los componentes no se conocen con precisión. El análisis orbital sugirió que la masa del objeto compacto es menor de 5 M ☉ , probablemente alrededor de 2 M ☉ . Podría ser una estrella de neutrones , pero es más probable que sea un agujero negro . [2] La combinación de una estrella WR y un agujero negro sería el único ejemplo conocido. [11]
Si bien la combinación de estrella WR y objeto compacto sería única, es casi seguro que el componente WR se convertirá en un agujero negro muy rápidamente en escalas de tiempo astronómicas. Se espera que se produzca una supernova o un posible colapso directo en un agujero negro dentro de un millón de años aproximadamente. Sin embargo, el modelado del sistema Cygnus X-3 sugiere que lo más probable es que el sistema binario sea interrumpido por cualquier evento de supernova. [12]
Los eventos de rayos cósmicos de Cygnus X-3 habían dado lugar previamente a propuestas exóticas como una estrella formada por quarks [13] , pero ahora se explican como producidos en el chorro relativista. La explicación de la relación inusual entre los rayos X y las llamaradas de rayos gamma y de radio es que los objetos compactos producen chorros a lo largo de su eje de rotación, dentro del viento denso de la estrella WR. Estos chorros evacúan un capullo dentro del viento cuando entran en el estado duro, y luego son extinguidos por el viento cuando entran en el estado blando. Las llamaradas se producen durante la transición al estado duro a medida que los chorros interactúan con el viento denso. [10]
Cygnus X-3 se encuentra en la dirección de la asociación Cygnus OB2 en el complejo Cygnus X , aunque está mucho más lejos. [4] Su distancia puede estimarse en relación con Cygnus OB2 estudiando el halo de rayos X producido por el polvo entre nosotros y Cygnus X-3. La distancia a Cygnus OB2 no se conoce con precisión, pero este método proporciona posibles distancias a Cygnus X-3 de3,4 kpc o9,3 kpc . [14]
Hay una pequeña fuente de rayos X.16 ″ de Cygnus X-3 que varía con el mismo período por un desfase de fase de aproximadamente2,7 h . Se cree que se trata de un glóbulo de Bok a aproximadamente la misma distancia que Cygnus X-3. Utilizando la emisión de líneas moleculares de este objeto, se encuentran dos distancias posibles:6,1 ± 0,6 kpc y7,8 ± 0,6 kpc . Una media estadística es7,4 ± 1,1 kpc . [4]