上海天文台用頻域分析和時頻域分析研究極亮X射線源

NGC 5408 X-1頻域和時頻域分析比較
極亮X射線源(Ultraluminous X-ray sources; ULXs)指一類X射線波段發光功率高於3*10^32瓦特(相當於1秒鐘釋放的能量要大於10^32焦耳,約20京個原子彈釋放的能量)的X射線點源。極亮X射線源究竟本質上是什麼,一直存在爭論。目前有兩種較受認可的模型,抑或是一個吞噬物質很快的恆星級質量黑洞,又抑或是一個吞噬物質較慢的中等質量(相當於幾千倍太陽質量)黑洞。因此,如果知道中心天體質量,就可以解決這一爭論。但難點在於,ULXs都在銀河係以外的星系,離我們很遠,無法使用現有的望遠鏡看到它們的細節。

ULXs 發出的X射線光度並不是一直不變的,會產生近似週期性的閃動,稱作準週期振盪。中央黑洞物質吸積率的變化、噴流的進動或中央黑洞吸積盤的進動等會產生X射線光度的準週期振盪。其中,觀測由廣義相對論效應引起的,中央黑洞吸積盤最內穩定軌道上的物質進動的周期數值,可以推斷出黑洞的質量。因此,通過研究ULXs在X射線波段上的光變可以了解中央黑洞的性質。近日,上海天文台安濤研究員等綜合運用了時域和頻域分析方法研究了一個具有代表性的ULX源的準週期振盪,探測到3個長時標的周期,並基於翹曲盤理論對觀測現象進行了解釋。

【圖、文:節錄自中國科學院上海天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《天文與天體物理學》

20京=200,000,000,000,000,000

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