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对 GX 301$-$2 中可变回旋谱线的深入分析

高能天体物理现象 2024-06-05 v2

摘要

背景。高质量 X 射线双星(HMXB)系统 GX 301-2 是一个持续源,具有一条以 35 keV 为中心的已知可变回旋谱线。最近,有报告称在 50 keV 处存在第二条回旋谱线,其行为推测与 35 keV 谱线不同。目标。我们研究在比以往更高的光度下,相位平均和相位分辨光谱中新发现的回旋谱线的存在。我们进一步旨在确定两条谱线的脉冲相位变化。方法。我们分析了 GX 301-2 的一次 NuSTAR 观测,该观测覆盖了近星点耀斑,源光度在 5-50 keV 范围内达到峰值 4×1037ergs1{\sim} 4 \times 10^{37}\,\mathrm{erg}\,\mathrm{s}^{-1}。我们分析了完整观测及其三个时间段在 3.5-79 keV NuSTAR 能量范围内的相位平均光谱。我们进一步分析了相位分辨光谱以及连续谱和回旋谱线参数的脉冲相位变化。结果。我们证实,除了既有的 35 keV 谱线外,相位平均光谱的描述还需要在 51.51.0+1.151.5^{+1.1}_{-1.0} keV 处存在第二个吸收特征。该特征在相位平均光谱中的统计显著性为 >99.999%>99.999\%。我们进一步发现,50 keV 回旋谱线出现在八个相位区间中的三个。结论。基于我们的分析结果,我们确认探测到的吸收特征极有可能是回旋谱线。我们讨论了可能解释所提出的非谐波特性的多种物理情景,但也概述了这些谱线存在谐波关联的情况。我们进一步展示了 GX 301-2 的回旋谱线历史并评估了它们之间的一致性。我们还讨论了包含回旋谱线发射翼的替代光谱模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.11682,
  title  = {An in-depth analysis of the variable cyclotron lines in GX 301$-$2},
  author = {Nicolas Zalot and Ekaterina Sokolova-Lapa and Jakob Stierhof and Ralf Ballhausen and Aafia Zainab and Katja Pottschmidt and Felix Fürst and Philipp Thalhammer and Nazma Islam and Camille M. Diez and Peter Kretschmar and Katrin Berger and Richard Rothschild and Christian Malacaria and Pragati Pradhan and Jörn Wilms},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.11682},
  year   = {2024}
}

备注

accepted for publication in Astronomy & Astrophysics, 20 pages, 16 figures