Les astronomes ont effectué une analyse temporelle de la source de rayons X ultralumineuse NGC 247 ULX-1 à l'aide du vaisseau spatial XMM-Newton de l'ESA. L'étude a détecté une baisse quasi-périodique de la courbe de lumière des rayons X de cette source. La découverte est rapportée dans un article publié le 22 avril sur le serveur de pré-impression arXiv.

Les sources de rayons X ultralumineuses (ULX) sont des sources ponctuelles dans le ciel qui sont si brillantes en rayons X que chacune émet plus de rayonnement que 1 million de soleils n'en émettent à toutes les longueurs d'onde. Ils sont moins lumineux que les noyaux galactiques actifs (AGN), mais plus uniformément lumineux que n'importe quel processus stellaire connu. Bien que de nombreuses études sur les ULX aient été menées, la nature fondamentale de ces sources n'est toujours pas résolue.

NGC 247 ULX-1 est un ULX super doux dans la galaxie spirale intermédiaire NGC 247 située à quelque 11,1 millions d'années-lumière. Il bascule entre l'état de rayons X ultra-lumineux doux et l'état d'ultraluminosité super-doux. Des observations antérieures de NGC 247 ULX-1 ont suggéré la présence de fortes baisses du flux de la source dans sa courbe de lumière. Un tel comportement de pendage est encore mal compris, mais cela peut indiquer que nous regardons ces sources avec une inclinaison élevée ou cela peut être la preuve d'un disque de précession.

Une équipe d'astronomes dirigée par William Alston du Centre européen d'astronomie spatiale (ESAC) à Madrid, Espagne, a étudié NGC 247 ULX-1 avec XMM-Newton, dans l'espoir de confirmer la présence de creux et d'éclairer davantage leurs propriétés.

"NGC 247 ULX-1 a été observé huit fois par XMM-Newton sur un mois, à partir du 3 décembre 2019. Sept observations ont une durée ∼ 115 ks et une dure ∼ 55 ks. Deux observations courtes (∼ 35 ks) de 2016 ne sont pas incluses dans cette analyse car elles sont trop courtes pour sonder les fréquences de Fourier inférieures à ∼ 1 × 10 ^-4 Hz, ", ont écrit les chercheurs dans le journal.

Les observations ont révélé des creux profonds et fréquents dans la courbe de lumière de NGC 247 ULX-1 sur 1, 000 à 10, échelles de temps en milliers de s. L'amplitude de ces creux augmente avec l'augmentation des bandes d'énergie, car les variations sont plus importantes à des énergies plus élevées à la fois aux époques avec creux et sans creux.

L'analyse des points de changement des séries chronologiques a révélé que les périodes de creux se regroupent très probablement autour de 5, 000 et 10, 000 secondes. Ceci est cohérent avec les échelles de temps de pic observées dans les spectres de puissance. Cependant, plusieurs creux importants (avec des périodes supérieures à 15, 000 secondes) ont également été identifiés, ce qui suggère un mécanisme alternatif pour ces creux de plus longue durée.

Selon les auteurs de l'article, les résultats montrent que les creux quasi-périodiques détectés dans NGC 247 ULX-1 pourraient être associés à une structure présente dans le disque externe où la photosphère devient optiquement mince. Ils ont noté que la présence de creux et leurs longues échelles de temps soutiennent le scénario dans lequel les ULX mous sont principalement vus le long du bord du vent.

"Les creux peuvent être provoqués soit par l'occultation de la source centrale de rayons X par une structure optiquement épaisse, comme le gauchissement du disque d'accrétion, ou d'obscurcissement par un vent lancé depuis le disque d'accrétion, ou les deux. Ce comportement prend en charge l'idée que les ULX supersoft sont affichés près de la tranche du disque d'accrétion, " ont expliqué les astronomes.

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