Exploring the nature of an ultraluminous X-ray source in NGC 628

Abstract

NGC 628 galaksisinde bulunan aşırı parlak X-ışın kaynağının (ultraluminous X-ray source, ULX) X-ışın tayfsal ve zamansal özellikleri farklı tarihli X-ışın arşiv gözlemleri kullanılarak çalışılmıştır. X-ışın tayf analizleri XMM-Newton ve Chandra uydularının arşiv verileri ile yapılmıştır. Kısa dönemli zamansal değişiminin araştırılması için, her bir gözlemde kaynağın Lomb-Scargle periyodogramı oluşturulmuştur. Daha önce literatürde farklı yöntemler kullanılarak keşfedilmiş 0.1 – 0.4 mHz aralığındaki yarı-periyodik salınım, Lomb-Scargle yöntemi ile yeni gözlemlerde de belirlenmiştir. Ayrıca uzun dönemli zamansal değişiminin incelenmesi için Swift uydusunun arşiv verileri de kullanılmış ve ULX'in 22 yıllık bir dönemi kapsayan uzun dönemli ışık eğrisi elde edilmiştir. Uzun dönemli ışık eğrisinde kaynağın akısının yaklaşık 200 kat değiştiği görülmüştür. Hubble Uzay Teleskopu (HST) ile yapılmış arşiv gözlem verileri ile ULX'in optik karşılık adayları da araştırılmıştır ve HST/WFC3 görüntüsünde kaynak için iki optik karşılık adayı bulunmuştur. X-ışın tayfına en iyi uyum veren disk model parametreleri kullanılarak sistemdeki sıkı cismin 5–28 M$_{\odot}$ kütleli bir karadelik olabileceği hesaplansa da, kaynağın uzun dönemli değişkenliği ve tayfsal geçişleri nötron yıldızı içeren ULX'lere de benzerlik göstermektedir.

Keywords

• galaxies: individual: NGC 628
• X-rays: binaries
• accretion, accretion discs

NGC 628'deki Aşırı Parlak X-ışın Kaynağının Doğasının Araştırılması

Abstract

NGC 628 galaksisinde bulunan aşırı parlak X-ışın kaynağının (ultraluminous X-ray source, ULX) X-ışın tayfsal ve zamansal özellikleri farklı tarihli X-ışın arşiv gözlemleri kullanılarak çalışılmıştır. X-ışın tayf analizleri XMM-Newton ve Chandra uydularının arşiv verileri ile yapılmıştır. Kısa dönemli zamansal değişiminin araştırılması için, her bir gözlemde kaynağın Lomb-Scargle periyodogramı oluşturulmuştur. Daha önce literatürde farklı yöntemler kullanılarak keşfedilmiş 0.1 – 0.4 mHz aralığındaki yarı-periyodik salınım, Lomb-Scargle yöntemi ile yeni gözlemlerde de belirlenmiştir. Ayrıca uzun dönemli zamansal değişiminin incelenmesi için Swift uydusunun arşiv verileri de kullanılmış ve ULX'in 22 yıllık bir dönemi kapsayan uzun dönemli ışık eğrisi elde edilmiştir. Uzun dönemli ışık eğrisinde kaynağın akısının yaklaşık 200 kat değiştiği görülmüştür. Hubble Uzay Teleskopu (HST) ile yapılmış arşiv gözlem verileri ile ULX'in optik karşılık adayları da araştırılmıştır ve HST/WFC3 görüntüsünde kaynak için iki optik karşılık adayı bulunmuştur. X-ışın tayfına en iyi uyum veren disk model parametreleri kullanılarak sistemdeki sıkı cismin 5–28 M$_{\odot}$ kütleli bir karadelik olabileceği hesaplansa da, kaynağın uzun dönemli değişkenliği ve tayfsal geçişleri nötron yıldızı içeren ULX'lere de benzerlik göstermektedir.

Keywords

• galaxies: individual: NGC 628
• X-rays: binaries
• accretion, accretion discs

References

1. Arnaud K. A., 1996, in Jacoby G. H., Barnes J., eds, Astronomical Society of the Pacific Conference Series Vol. 101, Astronomical Data Analysis Software and Systems V. p. 17
2. Astropy Collaboration ve diğ., 2022, ApJ, 935, 167
3. Bachetti M., ve diğ., 2014, Nature, 514, 202
4. Blackburn J. K., 1995, in Shaw R. A., Payne H. E., Hayes J. J. E., eds, Astronomical Society of the Pacific Conference Series Vol. 77, Astronomical Data Analysis Software and Systems IV. p. 367
5. Colbert E. J. M., Mushotzky R. F., 1999, ApJ, 519, 89
6. Dickey J. M., Lockman F. J., 1990, ARA&A, 28, 215
7. Dolphin A. E., 2000, PASP, 112, 1383
8. Dolphin A., 2016, DOLPHOT: Stellar photometry, Astrophysics Source Code Library, record ascl:1608.013 (ascl:1608.013)

9. Fabrika S., 2017, in Balega Y. Y., Kudryavtsev D. O., Romanyuk I. I., Yakunin I. A., eds, Astronomical Society of the Pacific Conference Series Vol. 510, Stars: From Collapse to Collapse. p. 395 (arXiv:1702.05508), doi:10.48550/arXiv.1702.05508
10. Fabrika S. N., Atapin K. E., Vinokurov A. S., Sholukhova O. N., 2021, Astrophysical Bulletin, 76, 6
11. Feng H., Soria R., 2011, New Astron. Rev., 55, 166
12. Fruscione A., ve diğ., 2006, in Silva D. R., Doxsey R. E., eds, Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series Vol. 6270, Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series. p. 62701V, doi:10.1117/12.671760
13. Fürst F., ve diğ., 2016, ApJ, 831, L14
14. Gabriel C., ve diğ., 2004, in Ochsenbein F., Allen M. G., Egret D., eds, Astronomical Society of the Pacific Conference Series Vol. 314, Astronomical Data Analysis Software and Systems (ADASS) XIII. p. 759
15. Gúrpide A., Godet O., Koliopanos F., Webb N., Olive J. F., 2021, A&A, 649, A104
16. Kaaret P., Feng H., Roberts T. P., 2017, ARA&A, 55, 303
17. King A. R., Davies M. B., Ward M. J., Fabbiano G., Elvis M., 2001, ApJ, 552, L109
18. Koliopanos F., Vasilopoulos G., Godet O., Bachetti M., Webb N. A., Barret D., 2017, A&A, 608, A47
19. Krauss M. I., Kilgard R. E., Garcia M. R., Roberts T. P., Prestwich A. H., 2005, ApJ, 630, 228
20. Liu J.-F., Bregman J. N., Lloyd-Davies E., Irwin J., Espaillat C., Seitzer P., 2005, ApJ, 621, L17
21. Lomb N. R., 1976, Ap&SS, 39, 447
22. Makishima K., ve diğ., 2000, ApJ, 535, 632
23. Middleton M. J., Heil L., Pintore F., Walton D. J., Roberts T. P., 2015, MNRAS, 447, 3243
24. Miller J. M., Fabian A. C., Miller M. C., 2004, ApJ, 614, L117
25. Pinto C., Middleton M. J., Fabian A. C., 2016, Nature, 533, 64
26. Poutanen J., Lipunova G., Fabrika S., Butkevich A. G., Abolmasov P., 2007, MNRAS, 377, 1187
27. Scargle J. D., 1982, ApJ, 263, 835
28. Soria R., Kong A. K. H., 2002, ApJ, 572, L33
29. Tully R. B., 1988, Science, 242, 310, ADS
30. VanderPlas J. T., Ivezić Ž., 2015, ApJ, 812, 18
31. VanderPlas J., Connolly A. J., Ivezic Z., Gray A., 2012, in Proceedings of Conference on Intelligent Data Understanding (CIDU. pp 47–54 (arXiv:1411.5039), doi:10.1109/CIDU.2012.6382200
32. Vierdayanti K., Watarai K.-Y., Mineshige S., 2008, PASJ, 60, 653
33. Walton D. J., Miller J. M., Harrison F. A., Fabian A. C., Roberts
34. T. P., Middleton M. J., Reis R. C., 2013, ApJ, 773, L9
35. Watarai K.-y., Mineshige S., 2003, ApJ, 596, 421
36. Watarai K.-y., Fukue J., Takeuchi M., Mineshige S., 2000, PASJ, 52, 133