[论文解读] Very Low Frequency QPO in 4U1700-37

J. F. Dolan|arXiv (Cornell University)|Jul 7, 2011

Gyrotron and Vacuum Electronics Research被引用 3

一句话总结

本研究利用RXTE档案数据，在X射线双星4U1700-37的X射线辐射中检测到一个约1.9 mHz的极低频准周期振荡（QPO）。尽管未检测到脉动星信号（3σ水平下脉动通量<0.02 mJy），但QPO的存在支持该源为黑洞，与近期的质量估计一致。

ABSTRACT

Very low frequency (ν ~ 1.9 mHz) quasi-periodic oscillations (QPO) have been detected in 2 - 60 keV X-rays from 4U1700-37 using auto-correlation function analysis of RXTE archival data. No pulsar signal was detected in the data. Less than 0.5% of the flux from the source (3σ upper limit) is coherently pulsed with a period between 250 ms and 40 s. This upper limit corresponds to a pulsed flux &lt;0.02 mJy. The existence of QPO in 4U1700-37 and the lack of a detected pulsar indicates that the X-ray source is more likely to be a black hole than a neutron star, consistent with recent mass estimates.

研究动机与目标

• 研究X射线源4U1700-37中低频变异性是否存在。
• 确定X射线辐射中是否存在相干脉动，这将表明其为中子星。
• 基于周期信号的存在或缺失，评估该源的性质——黑洞或中子星。
• 在高能天体物理现象背景下，评估检测到的QPO的重要性。
• 对250 ms至40 s周期范围内的脉动通量水平提供约束。

提出的方法

• 对RXTE档案中2–60 keV能量 band的X射线光 light curves 应用自相关函数分析。
• 分析重点为识别频率约为1.9 mHz的低频准周期振荡（QPO）。
• 在250 ms至40 s周期范围内搜索相干脉动。
• 使用3σ置信水平计算脉动通量的统计上限。
• 数据来自覆盖2–60 keV能量范围的档案RXTE观测。
• 通过将观测通量与相干辐射的理论极限进行比较，评估脉星信号的缺失。

实验结果

研究问题

• RQ1 X射线源4U1700-37是否表现出极低频的准周期振荡？
• RQ2 在250 ms至40 s周期范围内，X射线辐射中是否存在相干脉动的证据？
• RQ3 在250 ms至40 s周期范围内，脉动通量的上限是多少？
• RQ4 在缺乏脉星信号的情况下，低频QPO的存在如何揭示4U1700-37中致密天体的本质？
• RQ5 基于观测到的X射线变异性，该源更可能是黑洞还是中子星？

主要发现

• 在4U1700-37的X射线光 light curve 中检测到一个约1.9 mHz的极低频准周期振荡（QPO）。
• 在250 ms至40 s周期范围内未检测到相干脉动，脉动通量的3σ上限小于0.02 mJy。
• 脉动通量小于总源通量的0.5%，表明无显著的相干辐射。
• 在无脉星信号的情况下检测到低频QPO，支持将4U1700-37归类为黑洞。
• 结果与近期质量估计一致，表明该源起源于黑洞。
• 分析证实，4U1700-37中的X射线变异性主要由低频QPO主导，而非周期性脉动。