Des astronomes européens ont mené une étude approfondie d'un binaire de rayons X de faible masse connu sous le nom de RX1804 (ou 1RXS J180408.9-342058). La recherche a permis aux scientifiques de dévoiler des informations importantes sur la nature de cet objet mystérieux. Les résultats sont détaillés dans un article publié le 23 septembre sur arXiv.org.

Généralement, Les binaires à rayons X sont composés d'une étoile normale ou d'une naine blanche transférant de la masse sur une étoile à neutrons compacte ou un trou noir. Sur la base de la masse de l'étoile compagne, les astronomes les divisent en binaires à rayons X de faible masse (LMXB) et binaires à rayons X à haute masse (HMXB).

RX1804 a été identifié pour la première fois par le satellite ROSAT en 1990 comme une source de rayons X non classée. D'autres observations de cette source ont conduit à la classer comme un LMXB avec une étoile à neutrons montrant un comportement en rafale uniquement en raison d'une très faible luminosité persistante. On a estimé alors que le système est situé pas plus loin que 31, 600 années-lumière.

Ce qui intrigue les astronomes, c'est le fait que le RX1804 présente une activité de rayons X à des régimes d'accrétion de masse très différents, de très faible à presque la luminosité d'Eddington, à l'échelle des années. De plus, une étude a détecté une raie d'émission d'hélium (He II) dans les spectres de RX1804, ce qui pourrait éventuellement être lié à une nature de naine blanche à l'hélium du compagnon dans le système. Cela suggère que l'objet pourrait être un binaire à rayons X ultra-compact (UCXB).

Pour lever ces incertitudes, une équipe d'astronomes dirigée par Alessio Marino de l'Université de Palerme, Italie, a réalisé une étude complète aux rayons X du RX1804 en analysant les données de l'observatoire Neil Gehrels Swift, Vaisseau spatial NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), et le télescope spatial INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL).

"Dans le travail present, nous avons utilisé les données de plusieurs télescopes à rayons X, tels que Swift/XRT, Swift/BAT et NuSTAR pour étudier l'évolution de l'explosion de 2015 et INTEGRAL/JEM-X, NuSTAR et Swift/XRT pour l'étude des sursauts X de type I, " ont écrit les astronomes dans le journal.

Les chercheurs ont pu distinguer les états de rayons X durs et mous dans RX1804. Notamment, l'étude a identifié pour la première fois un état intermédiaire dans cette source. Un tel état est rarement observé dans les étoiles à neutrons LMXB.

A l'état intermédiaire, l'apparition d'une queue dure au-dessus de 30 keV a été détectée, modélisé comme une loi de puissance. Cela suggère que des processus non thermiques ont probablement lieu pendant la transition d'état dans RX1804. En outre, un comportement de « burster cadencé », avec un temps de récurrence d'environ 4, 000 secondes, a également été identifié dans cet état.

De plus, à l'état dur, les astronomes ont découvert que les résultats pouvaient s'expliquer par un spectre de Comptonisation à double graine résultant de l'interaction des spectres par deux sources de photons différentes avec le même plasma d'électrons chauds. Cela indique que RX1804 appartient à la population dite « à deux photons » des étoiles à neutrons LMXB.

Les chercheurs ont également estimé que RX1804 se situe très probablement à environ 32, 600 années-lumière de notre planète. En outre, ils ont exclu la possibilité que le système puisse être un UCXB en analysant les sursauts de rayons X de type I affichés à partir de la source.

« Leurs caractéristiques, combiné au comportement cadencé observé lors de l'état intermédiaire, indiquer la composition H/He pour le matériau accrété, ce qui rend improbable la nature naine à l'hélium pour le compagnon, " ont conclu les auteurs de l'article.

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