En utilisant les données du XMM-Newton de l'ESA et du vaisseau spatial Swift de la NASA, les astronomes ont mené une étude temporelle et spectrale détaillée d'un binaire de rayons X supergéant à éclipse connu sous le nom d'IGR J18027-2016. Les résultats de cette recherche fournissent des informations importantes sur les propriétés de ce système. L'étude a été publiée le 28 décembre sur arXiv.org.

Les binaires à rayons X consistent en une étoile normale ou 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).

Compte tenu du type spectral de l'étoile compagne, les mécanismes d'accrétion en cours, et leur comportement aux rayons X, Les HMXB sont en outre classés en Be (appelés plus tard BeXB) ou en binaires à rayons X supergéants (SgXB). Les observations montrent que dans les SgXB, les objets compacts sont généralement sur des orbites courtes (périodes comprises entre un et 10 jours) autour d'un compagnon supergéant OB. Dans de tels systèmes, l'accrétion peut être entraînée par un puissant vent stellaire supergéant.

Situé à une quarantaine, 400 années-lumière, IGR J18027-2016 est un SgXB obscurci découvert par le vaisseau spatial INTEGRAL (International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory). Des observations de suivi de ce système ont révélé qu'il s'agissait d'un HMXB à éclipse composé d'un pulsar à rayons X accrétant du vent d'une étoile supergéante OB tardive avec un rayon d'environ 20 rayons solaires. La période orbitale de l'IGR J18027-2016 a été calculée à environ 4,57 jours.

Des études antérieures ont suggéré que les touffes de vent stellaire pourraient être responsables de la variabilité à court et à long terme et du comportement spectral de l'IGR J18027-2016. Afin d'approfondir cette hypothèse, une équipe d'astronomes dirigée par Federico A. Fogantini de l'Institut argentin de radioastronomie a effectué une analyse temporelle et spectrale détaillée de toutes les observations XMM-Newton et Swift disponibles publiquement de ce système.

"Nous visons à étudier les propriétés géométriques et physiques des structures éoliennes stellaires formées par l'interaction entre l'objet compact et l'étoile supergéante. Dans ce travail, nous analysons l'évolution temporelle et spectrale de cette source le long de son orbite à l'aide de six observations d'archives XMM-Newton et de la courbe de lumière X dur cumulée Swift/BAT [Burst Alert Telescope], " ont écrit les astronomes dans le journal.

Les données montrent que l'IGR J18027-2016 a un profil d'éclipse asymétrique qui couvre une fraction d'environ 0,2 du cycle orbital total. Les courbes de lumière montrent que la source se durcit lors de l'entrée et de la sortie de l'éclipse.

Selon l'étude, les courbes de lumière dans les bandes d'énergie douce et dure présentent un comportement d'évasement similaire, ce qui indique que l'accrétion du vent stellaire est à l'origine de l'émission de rayons X de la source.

Par ailleurs, les spectres montrent un continuum de type loi de puissance hautement absorbé avec une raie Fe et des caractéristiques d'absorption fortement dépendantes de la phase orbitale. Les chercheurs ont découvert que la densité de la colonne d'absorption avant l'éclipse est environ 1,5 fois plus élevée que celle de la transition de sortie de l'éclipse.

En essayant d'expliquer le comportement observé de l'IGR J18027-2016, les chercheurs envisagent un sillage de photoionisation à la traîne de l'étoile à neutrons et un sillage d'accrétion.

"Combinant les propriétés physiques dérivées de l'analyse spectrale, nous proposons un scénario où un sillage de photo-ionisation (principalement) et un sillage d'accrétion (secondairement) sont responsables de l'évolution orbitale de la colonne d'absorption, l'émission continue et la variabilité observées au complexe Fe-line, " ont écrit les auteurs de l'article.

Plus d'observations de l'IGR J18027-2016, principalement aux phases avant l'éclipse et après la conjonction inférieure, pourrait être utile pour confirmer les hypothèses présentées dans l'étude.

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