在X射线双星GX 3394中探测到的准周期振荡 _X射线双星

2021年突出期间GX 3394的硬度强度图。鸣谢:王等，2023 。
据美国物理学家组织网（托马斯·诺瓦克斯基）：中国天文学家已经使用硬X射线调制望远镜(HXMT)观察了一个被称为GX 339-4的低质量X射线双星系统的最新爆发。他们在这个源中发现了新的准周期振荡。他们的发现已经发表在预印服务器arXiv上。
x射线双星(XRBs)由一颗普通恒星或白矮星组成，将质量转移到致密中子星或黑洞上。根据伴星的质量，天文学家将它们分为低质量X射线双星(LMXB)和高质量X射线双星(HMXB) 。
GX 339-4距离地球大约39，000光年，是一个反复出现的黑洞，由LMXB于1973年首次探测到。据估计，它的黑洞至少是太阳的5.8倍。GX 3394经历了频繁的爆发，经历了准周期振荡(QPOs ),并显示了过去三十年中所有的黑洞吸积状态。
总而言之，GX 339-4已经在所有波长上进行了全面的研究，使其成为研究最多的黑洞LMXBs之一。
GX 339-4的最近一次爆发始于2021年初，由中国武汉大学的王巍领导的一个天文学家小组决定对这一事件进行HXMT观测，以揭示这一系统的行为。这导致了新的准周期振荡(QPOs)的检测。
一般来说，qpo被认为是当X射线在吸积盘的内边缘附近发射时发生的，在吸积盘中，气体旋转到中子星或黑洞等致密物体上。黑洞X射线双星系统中的qpo根据品质因数和与振荡有关的噪声形状等特性被分为A型、B型和C型。
“通过使用Insight-HXMT从2021年2月到3月的数据，我们对这次新爆发进行了X射线时序分析。基于计数率、硬度-强度图(HID)和功率密度谱(PDS)的结果，我们确认该源呈现出从低硬态(LHS)到硬中间态(HIMS)的光谱跃迁。研究人员解释说:“在从LHS到HIMS的转变过程中，在PDS中检测到了低频准周期振荡(LFQPOs)” 。
观察发现C型qpo的质心频率在低硬状态下从0.1到0.6 Hz变化，在硬中间状态下从1-3Hz变化。这篇论文的作者指出，C型qpo是黑洞XRBs中最常见的qpo类型，主要出现在低硬态和硬中间态。
此外，王的研究小组首次在339-4中发现了相位滞后现象(在50-100 keV波段) 。结果表明，当QPO质心频率低于0.2 Hz时，滞后为负，但之后变为正。然而，需要更多的观察来理解这种相位滞后的物理机制。
该研究还发现，在均方根(rms)能谱中，QPO rms首先在较低能量下保持平坦，然后从10千电子伏以下的约10%下降到50千电子伏以上的2% 。研究人员补充说，在2006/2007年爆发期间，当QPO频率小于1赫兹时，qpo的均方根和10千电子伏以上的光子能量之间也存在同样的相关性。