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Hércules X-1

Hercules X-1 (Her X-1), también conocida como 4U1656+35, es una fuente binaria de rayos X moderadamente intensa estudiada por primera vez por el satélite Uhuru . Está compuesta por una estrella de neutrones que acumula materia de una estrella normal (HZ Her), probablemente debido al desbordamiento del lóbulo de Roche .

Sistema binario de rayos X de masa intermedia (IMXB)

Su X-1 es el prototipo de los sistemas binarios de rayos X masivos, aunque se encuentra en el límite, ~2  M ☉ , entre los sistemas binarios de rayos X de masa alta y baja. [2]

Un sistema binario de rayos X de masa intermedia (IMXB) es un sistema binario de estrellas en el que uno de los componentes es una estrella de neutrones o un agujero negro y el otro componente es una estrella de masa intermedia. [3]

Intensidad

Esta curva de luz de Her X-1 muestra la variabilidad a largo y medio plazo. Cada par de líneas verticales delinea el eclipse del objeto compacto detrás de su estrella compañera. En este caso, la compañera es una estrella de 2 masas solares con un radio de casi 4 veces el del Sol . Este eclipse muestra el período orbital de 1,7 días del sistema.

La fuente exhibe una variabilidad temporal compleja, pulsando con un período de 1,24 s debido a la rotación de la estrella de neutrones, eclipsando cada 1,70 días con el período de la órbita binaria, y también variando con un período de 35 días que se cree está asociado con la precesión del disco de acreción . A partir de las observaciones, un disco de acreción retorcido, en precesión retrógrada , modula los rayos X que iluminan HZ Her y la Tierra. [2]

Las observaciones de Uhuru revelaron la presencia de pulsaciones de rayos X en Her X-1 (1,2 s) y confirmaron que contiene una estrella de neutrones que gira rápidamente. Figura adaptada de las figuras de E. Schreier, STScI, tomadas de la Figura 7-2a en Charles y Seward.

El período de púlsar de 1,24 segundos asociado con Her X-1 se hace evidente de inmediato a partir de los datos. El corte brusco en ~24 keV en el espectro plano observado para Her X-1 en esta exposición proporcionó la primera evidencia informada de efectos de transferencia radiativa asociados con un plasma altamente magnetizado cerca de la superficie de una estrella de neutrones.

La figura muestra muestras de 15 segundos de los recuentos brutos (por 20,48 ms) observados en una exposición transportada por un cohete de sondeo en 1973 a tres de las fuentes binarias más brillantes en rayos X de la Vía Láctea: Her X-1 (1,7 días), Cyg X-3 (0,2 días) y Cyg X-1 (5,6 días).
Espectros OSO 8 de Hércules X-1.

Descubrimiento de Her X-1

El anuncio real del descubrimiento de Hercules X-1 por Uhuru ocurrió en la Reunión de Invierno de 1971-72 de la División de Astrofísica de Altas Energías AAS celebrada en San Juan . [4] El descubrimiento original de esta fuente binaria de rayos X que pulsa periódicamente ocurrió en noviembre de 1971. [5]

Ubicación

La posición de Her X-1 era incierta debido a la falla de los sensores de aspecto estelar de Uhuru , habiéndose informado [5] a las 17 h 05 m Dec 34°52' J1950 RA utilizando Uhuru y a las 16 h 56,7 m Dec 35°35' [6] utilizando OSO 7. Sin embargo, solo hay una fuente débil de rayos X (2U 1735+43) a 10° de Her X-1. [7] Pero se encontraron cuatro fuentes de radio: (1) RA 16 h 56 m 50.75 s Dec 35°14'33±3" de una fuente puntual doble separada por 17±2" y una imagen estelar a 13±3" del centroide, (2) RA 16 h 57 m 10.65 s Dec 35°21'35±3" a 6±3" de la imagen estelar, (3) RA 16 h 57 m 35.72 s Dec 35°15'19±3" sin estrella visible en la impresión de Palomar Sky Survey , y (4) RA 16 h 58 m 39.17 s Dec 35°10'53±3" cerca de la superposición de las posiciones Uhuru y OSO 7. [8] En ese momento, la búsqueda no pudo descubrir la contraparte de radio de Her X-1 si su emisión de radio fuera análogo a su comportamiento periódico de rayos X de 36 días, aunque no había ninguna razón astrofísica convincente para que los dos flujos estuvieran correlacionados. [8] Las cuatro fuentes anteriores se observaron durante varias fases de eclipse de la estrella de rayos X. No se detectaron eclipses de radio que correspondieran. En ese momento, Doxsey [8] especificó que (1) se deberían realizar búsquedas de radio repetidas, especialmente durante el estado de alta luminosidad de rayos X de Her X-1, y (2) había una clara necesidad de una mejor determinación de la posición de Her X-1.

En 1973, Bahcall y Bahcall determinaron que HZ Herculis tenía una curva de luz que coincidía con la de Hercules X-1, fijando la posición de Hercules X-1.

Referencias

  1. ^ abcd "Su X-1". SIMBAD . Centre de données astronomiques de Estrasburgo . Consultado el 10 de febrero de 2018 .
  2. ^ ab Priedhorsky WC, Holt SS (1987). "Ciclos a largo plazo en fuentes cósmicas de rayos X". Space Sci. Rev . 45 (3–4): 291–348. Bibcode :1987SSRv...45..291P. doi :10.1007/BF00171997. S2CID  120443194.
  3. ^ Podsiadlowski P, Rappaport S, Pfahl E (2001). "Secuencias binarias evolutivas para sistemas binarios de rayos X de masa baja e intermedia". The Astrophysical Journal . 565 (2): 1107–1133. arXiv : astro-ph/0107261 . Código Bibliográfico :2002ApJ...565.1107P. doi :10.1086/324686. S2CID  16381236.
  4. ^ Schreier E, Levinson R, Gursky H, Kellogg E, Tananbaum H, Giacconi R (marzo de 1972). "Evidencia de la naturaleza binaria de Centaurus X-3 a partir de observaciones de rayos X de UHURU". Astrophys. J . 172 (3): L79–L89. Código Bibliográfico :1972ApJ...172L..79S. doi : 10.1086/180896 .
  5. ^ ab Tananbaum H, Gursky H, Kellogg EM, Levinson R, Schreier E, Giacconi R (1972). "Descubrimiento de una fuente de rayos X binaria pulsante periódica en Hércules desde UHURU". Astrophys J . 174 : L143–9. Código Bibliográfico :1972ApJ...174L.143T. doi : 10.1086/180968 .
  6. ^ Clark GW, Bradt HV, Lewin WH, Schnopper HW, Sprott G (1972). "Astronomía de rayos X: Uhuru domina la reunión de Madrid". Nature . 237 (5355): 369–370. Código Bibliográfico :1972Natur.237..369A. doi : 10.1038/237369a0 . S2CID  4279721.
  7. ^ Giacconi R, Murray S, Gursky H, Kellogg E, Schreier E, Tananbaum T (1972). "El catálogo UHURU de fuentes de rayos X". Astrophys J . 178 : 281. Bibcode :1972ApJ...178..281G. doi : 10.1086/151790 .
  8. ^ abc Doxsey R, Murthy GT, Rappaport S, Spencer J, Zaumen W (agosto de 1972). "Búsqueda por radio de la fuente pulsante de rayos X en Hércules". Astrophys. J . 176 (8): L15–8. Código Bibliográfico :1972ApJ...176L..15D. doi : 10.1086/181010 .