M51 ULX-4 ve NGC 1316 ULX X7'nin X-ışın ve Optik Özellikleri

Year 2023, Volume: 4 Issue: 3 - Special Issue: Proceedings of the 22nd National Astronomy Congress, 16 - 20, 31.12.2023

Sinan Allak , Aysun Akyüz , Faruk Soydugan

https://doi.org/10.55064/tjaa.1203517

Abstract

Bu çalışmada, gökada NGC 1316’da ULX X7 ve M51’de geçici ULX-4 kaynaklarının X-ışın tayfsal, zamansal ve optik özellikleri {\it Chandra}, {\it XMM-Newton}, {\it Swift-XRT} ve {\it HST} arşiv verileri kullanılarak kapsamlı bir şekilde araştırıldı. Bir X-ışın kaynağı olan X7’nin, ilk defa bu çalışmada 2019 {\it Chandra} gözlemleri kullanılarak bir ULX olduğu belirlendi. İncelenen diğer kaynak M51 ULX-4’ün, 20 yıllık dönemde X-ışın akısı ise $\sim$200 kat değişkenlik göstermektedir. Kaynağın bu uzun dönemde belirlenen çift modlu X-ışın akı dağılımı, pulsar içeren ULX’lerde gözlenen dağılıma benzerlik göstermektedir. ULX-4’ün belirlediğimiz bir optik karşılığında 264 günlük periyodik optik değişkenlik gözlenmiştir. Bu değişkenliğin nedeni olarak tıkız (compact) nesnenin doğası için iki önemli senaryo sunulmuştur.

Keywords

X-rays: binaries, X-rays: galaxies, X-rays: star

Supporting Institution

tübitak

Project Number

119F315

Thanks

Bu araştırma, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından 119F315 numaralı proje ile desteklenmiştir. Bu çalışma, S. Allak'ın doktora tez çalışmasının bir parçasıdır. Ayrıca, İ. Akkaya Oralhan, S. Avdan, N. Aksaker, A. Vinokurov, K. S. Dhuga ve E. Sonbas'a değerli katkıları için teşekkür ederiz.

X-ray and Optical Properties of M51 ULX-4 and NGC 1316 ULX X7

Abstract

In this study, the results of temporal and spectral analyzes of transient ultra-luminous sources ULX-4 and X-7 in the galaxies M51 and NGC 1316 using {\it Chandra}, {\it XMM-Newton} and {\it Swift-XRT} observations are presented. In this study, for the first time X-7 was determined as ULX source using 2019 {\it Chandra} observations. Another important part of this study is M51 ULX-4 which showed long-term X-ray flux variability (factor of $\sim$200) over the 20-year. The bimodal X-ray flux distribution of the source determined in this long period is similar to the distribution observed in pulsar ULXs. One of ULX-4 counterparts exhibited a low-amplitude optical periodicity of 264 days. For this periodicity, two important scenarios are presented for the nature of the compact object.

Keywords

X-rays: binaries, X-rays: galaxies, X-rays: star

Project Number

119F315

References

• Allak S., 2022, MNRAS, 517, 3495
• Bachetti M., ve diğ., 2014, Nature, 514, 202
• Beri A., ve diğ., 2021, MNRAS, 500, 565
• Brightman M., ve diğ., 2018, Nature Astronomy, 2, 312
• Carpano S., Haberl F., Maitra C., Vasilopoulos G., 2018, MNRAS, 476, L45
• Castelli F., Kurucz R. L., 2004, A&A, 419, 725
• Earnshaw H. P., Roberts T. P., Sathyaprakash R., 2018, MNRAS, 476, 4272
• Evans P. A., ve diğ., 2009, MNRAS, 397, 1177
• Fabrika S. N., Atapin K. E., Vinokurov A. S., Sholukhova O. N., 2021, Astrophysical Bulletin, 76, 6
• Fürst F., ve diğ., 2016, ApJ, 831, L14
• Gladstone J. C., Copperwheat C., Heinke C. O., Roberts T. P., Cartwright T. F., Levan A. J., Goad M. R., 2013, ApJS, 206, 14
• Heida M., ve diğ., 2015, MNRAS, 453, 3510
• Heida M., ve diğ., 2019, ApJ, 883, L34
• Israel G. L., ve diğ., 2017a, Science, 355, 817
• Israel G. L., ve diğ., 2017b, MNRAS, 466, L48
• Jensen J. B., Tonry J. L., Barris B. J., Thompson R. I., Liu M. C.,
• Rieke M. J., Ajhar E. A., Blakeslee J. P., 2003, ApJ, 583, 712 Kaaret P., Feng H., Roberts T. P., 2017, ARA&A, 55, 303
• Remillard R. A., McClintock J. E., 2006, in American Astronomical Society Meeting Abstracts. p. 07.05
• Rodríguez Castillo G. A., ve diğ., 2020, ApJ, 895, 60 Sathyaprakash R., ve diğ., 2019, MNRAS, 488, L35
• Song X., Walton D. J., Lansbury G. B., Evans P. A., Fabian A. C., Earnshaw H., Roberts T. P., 2020, MNRAS, 491, 1260
• Soria R., Cropper M., Pakull M., Mushotzky R., Wu K., 2005, MNRAS, 356, 12
• Sutton A. D., Roberts T. P., Middleton M. J., 2013, MNRAS, 435, 1758
• Tao L., Feng H., Grisé F., Kaaret P., 2011, ApJ, 737, 81
• Townsend L. J., Charles P. A., 2020, MNRAS, 495, 139
• Tsygankov S. S., Mushtukov A. A., Suleimanov V. F., Poutanen J., 2016, MNRAS, 457, 1101
• Vinokurov A., Fabrika S., Atapin K., 2018, ApJ, 854, 176
• Walton D. J., ve diğ., 2021, MNRAS, 501, 1002
• Zampieri L., Impiombato D., Falomo R., Grisé F., Soria R., 2012, MNRAS, 419, 1331