تم القبول في 15 يوليو 2019. تم الاستلام في 8 يوليو 2019؛ النسخة الأصلية في 27 نوفمبر 2018
يُعد IGR J17062–6143 ثنائيًا سينيًا فائق القصر (UCXB) بفترة مدارية تبلغ 37.96 دقيقة. يستضيف هذا النظام نابضًا سينيًا يدور بسرعة 163 هرتز، ويستمر في اكتساب المادة من النجم المرافق له منذ عام 2006. إن تحديد تركيب المادة المتساقطة في الأنظمة فائقة القصر ذو أهمية كبيرة لدراسات تطور الثنائيات والاحتراق النووي الحراري على سطح النجوم النيوترونية. نقدم هنا دراسة متعددة الأطوال الموجية لـ IGR J17062–6143 تهدف إلى تحديد الخصائص التفصيلية لقرص التراكم والنجم المرافق. إن التوزيع الطيفي للطاقة (SED) من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة، والمأخوذ في عدة أزمنة، يتوافق مع قرص تراكم بحيث \(F_{\nu}\propto\nu^{1/3}\). سمح لنا نمذجة SED لقرص التراكم بتقدير نصف قطر القرص الخارجي \(R_{\mathrm{out}}=2.2^{+0.9}_{-0.4} \times 10^{10}\) سم ومعدل نقل كتلة \(\dot{m}=1.8^{+1.8}_{-0.5}\times10^{-10}\) \(M_{\odot}\) سنة\(^{-1}\). بالمقارنة مع معدل تراكم الكتلة المستنتج من انبعاث الأشعة السينية، تشير النتائج إلى أن \(\gtrsim 90\%\) من الكتلة المنقولة تُفقد من النظام. علاوة على ذلك، تُظهر نمذجة SED أن المكون الحراري المرصود في طيف الأشعة السينية من غير المرجح أن يكون من القرص، بل يمثل انبعاثًا من سطح النجم النيوتروني. كشف طيفنا البصري منخفض الدقة عن استمرارية زرقاء دون خطوط انبعاث، أي دون وجود ميزات للهيدروجين أو الهيليوم. استنادًا إلى البيانات الحالية، لا يمكننا تحديد طبيعة النجم المرافق بشكل قاطع، لكننا نقدم توصيات لدراسات مستقبلية يمكن أن تميز بين السيناريوهات التطورية المختلفة لهذا النظام السيني. أخيرًا، نُظهر كيف يمكن استخدام الرصدات متعددة الأطوال الموجية بفعالية لاكتشاف المزيد من الأنظمة فائقة القصر بين الأنظمة السينية ذات الكتلة المنخفضة.
تراكم، أقراص تراكم – نجوم: نيوترونية – أشعة سينية: ثنائيات – أشعة سينية: IGR J17062–6143
يُعد IGR J17062–6143 مصدرًا ضعيفًا للأشعة السينية اكتشفه القمر الصناعي Integral عام 2006. ولم يُعرف أنه نجم نيوتروني متراكم (NS) في نظام ثنائي سيني منخفض الكتلة (LMXB) إلا بعد سنوات، عندما تم رصد انفجار نووي حراري باستخدام Swift عام 2012 . منذ اكتشافه، يبدو أن المصدر يواصل التراكم بشكل مستمر عند لمعان منخفض يقارب \(\sim 10^{-3}\) \(L_{\rm Edd}\) ، وتم رصد انفجارين نوويين حراريين طويلين وعاليي الطاقة .
أظهر تحليل مفصل لطيف الأشعة السينية لـ IGR J17062–6143 وجود خط انبعاث عريض لعنصر الحديد Fe-K بالقرب من \(\simeq 6.5\) keV. وعند نمذجة هذه الميزة كأشعة سينية منعكسة من قرص التراكم ، يتبين أن الحافة الداخلية للقرص مقطوعة عند \(R_{\mathrm{in}} \gtrsim 225\) كم (\(\gtrsim 100\,R_g\)) من النجم النيوتروني . وهذا يتناقض مع الأنظمة السينية ذات المعدلات الأعلى، حيث يكون القرص الداخلي أقرب إلى الجسم المضغوط بعامل \(\gtrsim 5\) . يُحتمل أن يكون هذا القطع نتيجة مباشرة لانخفاض معدل التراكم، مثل تشكل تدفق تراكم غير فعال إشعاعيًا. بدلاً من ذلك، قد يدفع المجال المغناطيسي للنجم النيوتروني قرص التراكم للخارج . عند معدل التراكم المنخفض المستنتج لـ IGR J17062–6143، يتطلب ذلك شدة مجال مغناطيسي \(B \geq 2.5 \pm 2.1 \times 10^8\) غاوس .
كشفت ملاحظة أرشيفية واحدة مدتها 1.2 كيلو ثانية باستخدام RXTE عن نبضات سينية متماسكة بتردد 163.65 هرتز ، مما يشير إلى أن IGR J17062–6143 هو نابض سيني ملي ثانية متراكم (AMXP). تشكل هذه الفئة فرعًا فرعيًا من الأنظمة السينية منخفضة الكتلة حيث يستطيع النجم النيوتروني توجيه البلازما من قرص التراكم على طول خطوط مجاله المغناطيسي نحو أقطابه . تم تأكيد وجود النبضات السينية ببيانات جديدة من NICER، وتشير إلى أن شدة المجال المغناطيسي للنجم النيوتروني \(B \leq 3.8 \times 10^8\) غاوس . هذا مشابه لما هو معروف في أنظمة AMXP الأخرى ، ومتوافق مع قياس نصف قطر القرص الداخلي من نمذجة الانعكاس السيني .
سمح توقيت النبضات السينية بقياس فترة مدارية قدرها 37.96 دقيقة . وتسمى الأنظمة السينية ذات الفترات المدارية القصيرة كهذه بالأنظمة السينية فائقة القصر (UCXBs)، ولا يمكن أن تحتوي إلا على نجوم مرافقين فقيرة بالهيدروجين . استنادًا إلى معدل التراكم المنخفض المستمر، والذي يسهل تحقيقه إذا كان قرص التراكم صغيرًا ، وزيادة وفرة الأكسجين المستنتجة من نمذجة الطيف السيني عالي الدقة، تم افتراض أن IGR J17062–6143 قد يكون نظامًا فائق القصر . وتعد الأنظمة فائقة القصر فئة فرعية مثيرة للاهتمام من الأنظمة السينية منخفضة الكتلة، ومن المتوقع أن تكون أهدافًا واعدة لتجارب التداخل لموجات الجاذبية في المستقبل . علاوة على ذلك، تشكل هذه الأنظمة مختبرات لدراسة نواتج الاحتراق النووي النجمي ، ونماذج تطور الثنائيات ، بالإضافة إلى نماذج الاحتراق النووي الحراري على سطح النجوم النيوترونية .
في هذا العمل، نقدم دراسة متعددة الأطوال الموجية لـ IGR J17062–6143. في القسم 2، نستعرض الرصدات من الأشعة السينية حتى الأشعة تحت الحمراء القريبة. في القسم 3، نبني توزيعًا طيفيًا متوسطًا للطاقة (SED) ونقدم طيفنا البصري، الذي نستخدمه لتقييد خصائص قرص التراكم والنجم المرافق. في القسم 4، نناقش الآثار المترتبة على التاريخ التطوري لـ IGR J17062–6143، ونماذج الاحتراق النووي الحراري، ونوضح أن الحملات الرصدية متعددة الأطوال الموجية يمكن أن تُستخدم بفعالية لاكتشاف مرشحين جدد للأنظمة فائقة القصر بين الأنظمة السينية منخفضة الكتلة.