Una métrica Hα para identificar agujeros negros durmientes en binarias transitorias de rayos X

Distribución de binarias transitorias de rayos X con agujero negro (BHs, círculos negros) y Variables Cataclísmicas (CVs, triángulos en color) en el plano FWHM-EW. Las líneas negras continuas marcan los cortes propuestos para una selección óptima de BHs.
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Los agujeros negros inactivos en binarias transitorias de rayos X pueden identificarse por la presencia de líneas de emisión Hα anchas, formadas en discos de acreción. Desgraciadamente, otros sistemas binarios de corto período tipo Variables Cataclísmicas también pueden producir líneas Hα anchas, especialmente cuando son observados a alta inclinación, por lo cual constituyen una importante fuente de contaminación. En este trabajo comparamos la anchura total a media altura (FWHM) y la anchura equivalente (EW) de la línea Hα en una muestra de 20 binarias transitorias de rayos X con agujeros negros inactivos y 354 variables cataclísmicas (305 del cartografiado SDSS I-IV) con períodos orbitales conocidos (Porb) y encontramos que: (1) Los valores de FWHM y EW disminuyen con Porb, y (2) para un Porb dado, ambos parámetros son típicamente mayores en las binarias transitorias con agujero negro que en las variables cataclísmicas. Así mismo, recopilamos de la literatura medidas de tipos espectrales de 17 estrellas compañeras de baja masa en binarias transitorias con agujero negro y derivamos una calibración empírica Porb − Teff. Utilizando esta información, concluimos que la disminución de EW con Porb se debe principalmente a la dilución del flujo de la emisión Hα debida al continuo de la estrella compañera, cuya contribución domina el espectro en la banda r para Porb>=0,2 d. Para períodos más cortos, la mayor contribución del disco al flujo total en la banda r introduce una dispersión significativa en los valores observados de la EW debido a la variación del área proyectada del disco con el ángulo de inclinación. Por otro lado, los valores más altos de EW observados en agujeros negros pueden explicarse por sus cocientes de masa más extremos (lo cual limita la contribución relativa de la estrella compañera al flujo total) y a la ausencia de una componente de emisión debida a una enana blanca (más importante para Porb<=0,085 d). Por último, presentamos una posible métrica basada en la información proporcionada por la FWHM y EW de la línea Hα, y proponemos unos cortes que permiten seleccionar  ~80 % de las binarias transitorias de rayos X con agujeros negros, al tiempo que rechazan ~78 % de variables cataclísmicas. Dicha métrica, combinada con otros diagnósticos multifrecuencia, puede ser útil para detectar nuevos sistemas transitorios de rayos X  con agujeros negros inactivos en cartografiados masivos como HαWKs y su precursor, Mini-HαWKs.

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