伽马射线双星 LS 5039 射电结构的周期性形态变化
高能天体物理现象
2015-06-11 v1
摘要
伽马射线双星使我们能够研究诸如粒子加速至 TeV 能量、甚高能 (VHE) 伽马射线发射与吸收等物理过程，且这些过程伴随着周期性的几何构型变化。这些源产生射电辐射粒子外流，其结构可通过甚长基线干涉测量 (VLBI) 成像。LS 5039 是一颗过去曾显示可变 VLBI 结构的伽马射线双星。我们旨在刻画 LS 5039 的射电形态变化，并判别其是可重复的还是无规律的。我们在连续五天内利用 VLBA 在 5 GHz 频段观测了 LS 5039，以覆盖其 3.9 天的轨道周期，并增加一天观测以区分轨道变化或长期变化。我们还汇编了该源现有高分辨率射电观测数据，以研究其在不同轨道相位的形态变异性。我们使用简单模型解释所获图像。新观测表明，LS 5039 直至 10 毫角秒投影距离处的形态在 24 小时内发生变化。观测到的射电形态变化显示出周期性轨道调制。多频率、多历元 VLBI 观测证实，这种形态周期性在数年时间尺度上是稳定的。利用简单模型，我们表明观测到的行为与存在一颗年轻非吸积脉冲星及其后方外流的情况相符。该形态在轨道倾角为 60-75 度时得以重现。对于伴星质量在 20-50 太阳质量范围内，此倾角范围意味着致密天体质量为 1.3-2.7 太阳质量。LS 5039 射电形态的周期性轨道调制表明，所有伽马射线双星预计都会表现出类似行为。LS 5039 射电结构的变化与存在一颗年轻非吸积中子星相符，这表明已知的伽马射线双星包含年轻脉冲星。
引用
@article{arxiv.1209.6073,
title = {Periodic morphological changes in the radio structure of the gamma-ray binary LS 5039},
author = {J. Moldón and M. Ribó and J. M. Paredes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.6073},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 7 figures. Accepted for publication in Astronomy and Astrophysics