Спектральні та часові властивості CXOUJ122956.7+075728 (ULX-1), надяскравого рентгенівського джерела в NGC 4472
Анотація
У цьому дослідженні представлено комплексний аналіз спектральних і часових характеристик надзвичайно важливого надяскравого рентгенівського джерела (ULX), позначеного як CXOUJ122956.7+075728 (ULX-1), розташованого в еліптичній галактиці NGC 4472 у скупченні Діви. ULX-1 демонструє м’який спектральний стан із прохолодною компонентою акреційного диска з kTin ∼ 0.15 кеВ, що супроводжується хвостом степеневого закону, що відображає крутий степеневий фотонний індекс, Γ ∼ 2.8. Спектральні результати переконливо підтверджують розрахункову масу чорної діри приблизно 3.30 × 103 M⊙ за моделлю ізотропного випромінювання та близько 1.47 × 103 M⊙ за сценарієм екстремального випромінювання. У часі ULX-1 демонструє значну мінливість на часових шкалах 0,5, 1 і 2 кс, що свідчить про можливість нестабільності всередині акреційного диска, що сприяє такій поведінці. Однак, незважаючи на таку часову мінливість, аналіз спектрів потужності цього м’якого ULX не виявляє ознак пульсацій, що відрізняє його від певних пульсуючих ULX (PULX), які зазвичай асоціюються з нейтронними зірками. Ця відсутність пульсацій в ULX-1 ще більше підкреслює його унікальні спектральні та часові характеристики в ширшому контексті явищ ULX.
Завантаження
Посилання
P. Kaaret, H. Feng, and T. Roberts, ”Ultraluminous X-ray sources,” Annu. Rev. Astron. Astrophys. 55, 303-341 (2017). https://doi.org/10.1146/annurev-astro-091916-055259.
J.M. Miller, A.C. Fabian, and M.C. Miller, ”A Comparison of Intermediate-Mass Black Hole Candidate Ultraluminous X-Ray Sources and Stellar-Mass Black Holes,” ApJ, 614, L117 (2004). https://doi.org/10.1086/425316
M.C. Miller, and Colbert E.J.M., ”Intermediate-mass black holes,” Int. J. Mod. Phys. D, 13(1), 1-64 (2004). https://doi.org/10.1142/S0218271804004426
E.J. Colbert, and R.F. Mushotzky, Bulletin of the AAS, 31, 873 (1999).
O. Godet, B. Plazolles, T. Kawaguchi, J. Lasota, D. Barret, S. Farrell, V. Braito, et al., ”Investigating slim disk solutions for HLX-1 in ESO 243-49,” Astrophys. J. 752, 34 (2012). https://doi.org/10.1088/0004-637X/752/1/34
A. Singha, and A. Devi, ”Bimodal distribution of the hyperluminous X-ray sources,” Acta Astron. 69, 339-360 (2019). https://doi.org/10.32023/0001-5237/69.4.3
R. Abbott, et al., (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), ”GW190521: A Binary Black Hole Merger with a Total Mass of 150 M⊙,” Phys. Rev. Lett. 125, 101102 (2020). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.101102
T. Sanatombi, A.S. Devi, and K.Y. Singh, ”Spectral study of the Ultraluminous X-ray sources in M51 at different epochs of Chandra observation,” Chinese Journal of Physics,83, 579–598 (2023). https://doi.org/10.1016/j.cjph.2023.04.010
A. Devi, R. Misra, K. Shanthi, and K. Singh, ”The spectral and temporal properties of an ultraluminous X-ray source in NGC 6946,” Astrophys. J. 682, 218-222 (2008). https://doi.org/10.1086/589710
H.P. Earnshaw, T.P. Roberts, M.J. Middleton, D.J. Walton, and S. Mateoset, ”A new, clean catalogue of extragalactic non-nuclear X-ray sources in nearby galaxies,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 483, 5554–5573 (2019). https://doi.org/10.1093/mnras/sty3403
D.J.Walton, A.D.A. Mackenzie, H. Gully, N.R. Patel, T.P. Roberts, H.P. Earnshaw, and S. Mateos, ”A multimission catalogue of ultraluminous X-ray source candidates,” MNRAS, 509(2), 1587–1604 (2022). https://doi.org/10.1093/mnras/stab3001
J. Gladstone, T. Roberts, and C. Done, ”The ultraluminous state,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 397, 1836-1851 (2009). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2009.15123.x
M.J. Middleton, A.D. Sutton, T.P. Roberts, F.E. Jackson, and C. Done, ”The missing link: a low-mass X-ray binary in M31 seen as an ultraluminous X-ray source,” MNRAS, 420, 2969 (2012). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2011.20145.x
A. Sutton, T. Roberts, and M. Middleton, ”The ultraluminous state revisited: Fractional variability and spectral shape as diagnostics of super-Eddington accretion,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 435, 1758-1775 (2013). https://doi.org/10.1093/mnras/stt1419
E.S. Mukherjee, D.J. Walton, M. Bachetti, F.A. Harrison, D. Barret, E. Bellm, S.E. Boggs, F.E. Christensen, et al., ”A Hard X-Ray Study of the Ultraluminous X-Rar source NGC 5204 X-1 with NuSTAR and XMM-NEWTON,” Astrophys. J. 808, 64 (2015). https://doi.org/10.1088/0004-637X/808/1/64
M. Middleton, L. Heil, F. Pintore, D.Walton, and T. Roberts, ”A spectral-timing model for ULXs in the supercritical regime,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 447, 3243-3263 (2015). https://doi.org/10.1093/mnras/tu2644
T. Ghosh, and V. Rana, ”Super-Eddington accretion on to a stellar mass ultraluminous X-ray source NGC 4190 ULX1,” MNRAS, 504, 974–982 (2021). https://doi.org/10.1093/mnras/stab774
A. G´urpide, O. Godet, F. Koliopanos, N.Webb, and J.F. Olive, ”Long-term X-ray spectral evolution of ultraluminous X-ray sources: implications on the accretion flow geometry and the nature of the accretor,” A&A, 649, A104, (2021). https://doi.org/10.1051/0004-6361/202039572
V. Jithesh, ”Spectral and temporal properties of ultra-luminous X-ray source NGC 55 ULX1,” MNRAS, 509, 5166–5178 (2022). https://doi.org/10.1093/mnras/stab3307
C. Pinto, W. Alston, R. Soria, M.J. Middleton, D.J. Walton, A.D. Sutton, A.C. Fabian, et al., ”From ultraluminous X-ray sources to ultraluminous supersoft sources: NGC 55 ULX, the missing link,” MNRAS, 468(3), 2865–2883 (2017). https://doi.org/10.1093/mnras/stx641
C. Pinto, R. Soria, D. Walton, A. D’A`ı, F. Pintore, P. Kosec, W.N. Alston, et al., ”XMM-Newton campaign on the ultraluminous X-ray source NGC 247 ULX-1: outflows,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 505 5058 (2021). https://doi.org/10.1093/mnras/stab1648
M. Bachetti, F. Harrison, D. Walton, B. Grefenstette, D. Chakrabarty, F. F¨urst, D. Barret, A. Beloborodov, et al., ”An ultraluminous X-ray source powered by an accreting neutron star,” Nature, 514, 202-212 (2014). https://doi.org/10.1038/nature13791
S. Carpano, F. Haberl, C. Maitra, and G. Vasilopoulos, ”Discovery of pulsations from NGC 300 ULX1and its fast period evolution,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 476(1), L45-L49 (2018). https://doi.org/10.1093/mnrasl/sly030
R. Sathyaprakash, T.P. Roberts, D.J. Walton, F. Fuerst, M. Bachetti, C. Pinto, W.N. Alston, et al., ”The discovery of weak coherent pulsations in the ultrluminous X-ray source NGC1313 X-2,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 488, L35-L40 (2019). https://doi.org/10.1093/mnrasl/slz086
R. Castillo, G. Israel, A. Belfiore, F. Bernardini, P. Esposito, F. Pintore, A. De Luca, et al., ”Discovery of a 2.8 s Pulsar in a 2 Day orbit high-mass X-ray binary powering the ultraluminous X-ray source ULX-7 in M51,” Astrophys. J. 895, 60 (2020). https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab8a44
V. Doroshenko, et al., ”First characterization of Swift J1845.7-0037 with Nustar,” Astron. & Astroph. 634, A89 (2020). https://doi.org/10.1051/0004-6361/201937036
V. Jithesh, C. Anjana, and R. Misra, ”Broadband X-ray spectral study of ultraluminous X-ray source M81 X–6,” MNRAS, 494, 4026 (2020). https://doi.org/10.1093/mnras/staa976
M.I. Krauss, R.E. Kilgard, M.R. Garcia, T.P. Roberts, and A.H. Prestwich, ”M74 X-1 (CXOU J013651.1+154547): An Extremely Variable Ultraluminous X-Ray Source,” ApJ, 630, 228 (2005). https://doi.org/10.1086/431784
T.D. Joseph, T.J. Maccarone, R.P. Kraft, and G.R. Sivakoffet, ”A deeper look at the X-ray point source population of NGC 4472 ,” MNRAS, 470, 4133–4144 (2017). https://doi.org/10.1093/mnras/stx1383
L.M. Macri, J.P. Huchra, P.B. Stetson, N.A. Silbermann, W.L. Freedman, R.C. Kennicutt, J.R. Mould, et al., ”The Extragalactic Distance Scale Key Project. XVIII. The Discovery of Cepheids and a New Distance to NGC 4535 Using the Hubble Space Telescope,” ApJ, 521, 155 (1999). https://doi.org/10.1086/307541
A. Devi, and K. Singh, ”Discovery of an ultra-luminous X-ray source candidate, ULX (X-8) in NGC 3384 with Chandra,” Astrophys. Space Sci. 354, 535-540 (2014). https://doi.org/10.1007/s10509-014-2091-8
A.R. King, M.B. Davies, M.J. Ward, G. Fabbiano, and M. Elvis, ”Ultraluminous X-ray Sources in External Galaxies,” Astrophys. J. 552, L109–L112 (2001). https://doi.org/10.1086/320343
R. Misra, and K. Sriram, ”Flux enhancement in the inner region of a geometrically and optically thick accretion disk,” Astrophys. J. 584, 981-984 (2003). https://doi.org/10.1086/345742
Авторське право (c) 2024 А. Сеньорита Деві
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
