АСТРОФИЗИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ, 2024, том 79, № 4, страницы 602–613
ПЕРЕМЕННОСТЬ УЛЬТРАЯРКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИСТОЧНИКА M74 X-1 В РЕНТГЕНОВСКОМ И ОПТИЧЕСКОМ ДИАПАЗОНАХ
© 2024
A. С. Винокуров1*, К. Е. Атапин2, Ю. Н. Соловьева1, А. Н. Саркисян1
1Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Нижний Архыз, 369167 Россия
2Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Москва, 119234 Россия
*E-mail: vinokurov@sao.ru
2Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Москва, 119234 Россия
*E-mail: vinokurov@sao.ru
УДК 524.38-735:520.82
Поступила в редакцию 3 мая 2024 года; после доработки 16 июля 2024 года; принята к публикации 23 июля 2024 года
Используя наблюдения объекта M74 X-1, полученные с помощью рентгеновской обсерватории Chandra и космического телескопа им. Хаббла, мы провели отождествление этого рентгеновского источника в оптическом диапазоне. Анализ других имеющихся в архивах космических телескопов данных позволил нам проследить эволюцию состояния M74 X-1 на протяжении двух десятилетий наблюдений, а также провести поиск корреляции переменности объекта в рентгеновском и оптическом диапазонах по данным нескольких квазиодновременных наблюдений. В результате обнаружено нетипичное для большинства ультраярких рентгеновских источников близкое к линейному падение блеска приблизительно на в полосе V в период 2005–2021 гг., которое, по-видимому, не имеет прямой связи с изменением рентгеновского потока объекта. В то же время выявлено изменение характера короткопериодичной переменности рентгеновского потока M74 X-1: к 2021 г. снизилась стохастическая переменность объекта и пропали квазипериодические осцилляции на временах около 1.5 часов, обнаруженные ранее по данным наблюдений 2001–2002 гг.
Ключевые слова:
звезды: фундаментальные параметры — рентгеновское излучение: двойные
ФинансированиеСписок литературы
Исследование поддержано Российским научным фондом (проект № 21-72-10167 «Ультраяркие рентгеновские источники: ветер и доноры»).
Список литературы
1. K. Atapin, S. Fabrika, and M. D. Caballero-Garcıía, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 486 (2), 2766 (2019). DOI:10.1093/mnras/stz1027
2. K. Atapin, A. Vinokurov, A. Sarkisyan, et al., arXiv e-prints arXiv:2011.00795 (2020). DOI:10.48550/arXiv.2011.00795
3. M. Bachetti, F. A. Harrison, D. J. Walton, et al., Nature 514 (7521), 202 (2014). DOI:10.1038/nature13791
4. M. Bachetti, V. Rana, D. J. Walton, et al., Astrophys. J. 778 (2), article id. 163 (2013). DOI:10.1088/0004-637X/778/2/163
5. T. M. Belloni and L. Stella, Space Science Reviews 183 (1-4), 43 (2014). DOI:10.1007/s11214-014-0076-0
6. A. G. A. Brown et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 649, id. A1 (2021). DOI:10.1051/0004-6361/202039657
7. S. Carpano, F. Haberl, C. Maitra, and G. Vasilopoulos, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 476 (1), L45 (2018). DOI:10.1093/mnrasl/sly030
8. E. J. M. Colbert and R. F. Mushotzky, Astrophys. J. 519 (1), 89 (1999). DOI:10.1086/307356
9. H. P. Earnshaw, T. P. Roberts, M. J. Middleton, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 483 (4), 5554 (2019). DOI:10.1093/mnras/sty3403
10. S. S. Eikenberry, P. B. Cameron, B. W. Fierce, et al., Astrophys. J. 561 (2), 1027 (2001). DOI:10.1086/323380
11. S. N. Fabrika, K. E. Atapin, A. S. Vinokurov, and O. N. Sholukhova, Astrophysical Bulletin 76 (1), 6 (2021). DOI:10.1134/S1990341321010077
12. H. Feng and P. Kaaret, Astrophys. J. 675 (2), 1067 (2008). DOI:10.1086/527353
13. F. Fürst, D. J. Walton, F. A. Harrison, et al., Astrophys. J. 831 (2), article id. L14 (2016). DOI:10.3847/2041-8205/831/2/L14
14. F. Fürst, D. J. Walton, M. Heida, et al., Astron. and Astrophys. 616, id. A186 (2018). DOI:10.1051/0004-6361/201833292
15. J. C. Gladstone, C. Copperwheat, C. O. Heinke, et al., Astrophys. J. Suppl. 206 (2), article id. 14 (2013). DOI:10.1088/0067-0049/206/2/14
16. J. C. Gladstone, T. P. Roberts, and C. Done, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 397 (4), 1836 (2009). DOI:10.1111/j.1365-2966.2009.15123.x
17. P. Gorenstein, Astrophys. J. 198, 95 (1975). DOI:10.1086/153579
18. F. Grisé, P. Kaaret, S. Corbel, et al., Astrophys. J. 745 (2), article id. 123 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/745/2/123
19. G. L. Israel, A. Belfiore, L. Stella, et al., Science 355 (6327), 817 (2017). DOI:10.1126/science.aai8635
20. P. Kaaret and S. Corbel, Astrophys. J. 697 (1), 950 (2009). DOI:10.1088/0004-637X/697/1/950
21. A. King, J.-P. Lasota, and M. Middleton, New Astronomy Reviews 96, 101672 (2023). DOI:10.1016/j.newar.2022.101672
22. M. I. Krauss, R. E. Kilgard, M. R. Garcia, et al., Astrophys. J. 630 (1), 228 (2005). DOI:10.1086/431784
23. B. Leibundgut and N. B. Suntzeff, arXiv e-prints astro/ph:0304112 (2003). DOI:10.48550/arXiv.astroph/0304112
24. J. Liu, J. N. Bregman, and J. E. McClintock, Astrophys. J. 690 (1), L39 (2009). DOI:10.1088/0004-637X/690/1/L39
25. J.-F. Liu, J. N. Bregman, E. Lloyd-Davies, et al., Astrophys. J. 621 (1), L17 (2005). DOI:10.1086/428902
26. W. Luangtip, T. P. Roberts, and C. Done, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 460 (4), 4417 (2016). DOI:10.1093/mnras/stw1282
27. M. J. Middleton, T. P. Roberts, C. Done, and F. E. Jackson, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 411 (1), 644 (2011). DOI:10.1111/j.1365-2966.2010.17712.x
28. C. Motch, M. W. Pakull, R. Soria, et al., Nature 514 (7521), 198 (2014). DOI:10.1038/nature13730
29. C. Pinto, W. Alston, R. Soria, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 468 (3), 2865 (2017). DOI:10.1093/mnras/stx641
30. F. Pintore, L. Zampieri, A. Wolter, and T. Belloni, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 439 (4), 3461 (2014). DOI:10.1093/mnras/stu195
31. G. A. Rodríguez Castillo, G. L. Israel, A. Belfiore, et al., Astrophys. J. 895 (1), id. 60 (2020). DOI:10.3847/1538-4357/ab8a44
32. E. Sabbi, D. Calzetti, L. Ubeda, et al., Astrophys. J. Suppl. 235 (1), article id. 23 (2018). DOI:10.3847/1538-4365/aaa8e5
33. E. F. Schlafly and D. P. Finkbeiner, Astrophys. J. 737 (2), article id. 103 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/737/2/103
34. M. Shidatsu, Y. Ueda, and S. Fabrika, Astrophys. J. 839 (1), article id. 46 (2017). DOI:10.3847/1538-4357/aa67e7
35. X. Song, D. J. Walton, G. B. Lansbury, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 491 (1), 1260 (2020). DOI:10.1093/mnras/stz3036
36. R. Soria, K. D. Kuntz, P. F. Winkler, et al., Astrophys. J. 750 (2), article id. 152 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/750/2/152
37. A. D. Sutton, T. P. Roberts, and M. J. Middleton, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 435 (2), 1758 (2013). DOI:10.1093/mnras/stt1419
38. L. Tao, H. Feng, F. Grisé, and P. Kaaret, Astrophys. J. 737 (2), article id. 81 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/737/2/81
39. L. Tao, P. Kaaret, H. Feng, and F. Grisé, Astrophys. J. 750 (2), article id. 110 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/750/2/110
40. H. Tranin, N. Webb, and O. Godet, Astron. and Astrophys. 681, id. A16 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202244952
41. S. Vaughan, R. Edelson, R. S. Warwick, and P. Uttley, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 345 (4), 1271 (2003). DOI:10.1046/j.1365-2966.2003.07042.x
42. V. A. Villar, E. Berger, R. Chornock, et al., Astrophys. J. 830 (1), article id. 11 (2016). DOI:10.3847/0004-637X/830/1/11
43. A. Vinokurov, K. Atapin, and Y. Solovyeva, Astrophys. J. 893 (2), id. L28 (2020a). DOI:10.3847/2041-8213/ab8642
44. A. Vinokurov, K. Atapin, Y. Solovyeva, et al., in Proc. All-Russian Conf. on Ground-Based Astronomy in Russia. 21st Century, Nizhny Arkhyz, Russia, 2020, Ed. by I. I. Romanyuk, I. A. Yakunin, A. F. Valeev, and D. O. Kudryavtsev, pp. 95–99 (IP Reshenilenko P.A., Pyatigorsk, 2020). DOI:10.26119/978-5-6045062-0-2_2020_95
45. A. Vinokurov, K. Atapin, and Yu. Solovyeva, Astrophysical Bulletin 79 (3), 399 (2024). DOI:10.1134/S1990341324600558
46. D. J. Walton, F. Fürst, M. Heida, et al., Astrophys. J. 856 (2), article id. 128 (2018). DOI:10.3847/1538-4357/aab610
47. D. J. Walton, F. A. Harrison, B. W. Grefenstette, et al., Astrophys. J. 793 (1), article id. 21 (2014). DOI:10.1088/0004-637X/793/1/21
48. D. J. Walton, A. D. A. Mackenzie, H. Gully, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 509 (2), 1587 (2022). DOI:10.1093/mnras/stab3001
49. L. Yang, H. Feng, and P. Kaaret, Astrophys. J. 733 (2), article id. 118 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/733/2/118
2. K. Atapin, A. Vinokurov, A. Sarkisyan, et al., arXiv e-prints arXiv:2011.00795 (2020). DOI:10.48550/arXiv.2011.00795
3. M. Bachetti, F. A. Harrison, D. J. Walton, et al., Nature 514 (7521), 202 (2014). DOI:10.1038/nature13791
4. M. Bachetti, V. Rana, D. J. Walton, et al., Astrophys. J. 778 (2), article id. 163 (2013). DOI:10.1088/0004-637X/778/2/163
5. T. M. Belloni and L. Stella, Space Science Reviews 183 (1-4), 43 (2014). DOI:10.1007/s11214-014-0076-0
6. A. G. A. Brown et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 649, id. A1 (2021). DOI:10.1051/0004-6361/202039657
7. S. Carpano, F. Haberl, C. Maitra, and G. Vasilopoulos, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 476 (1), L45 (2018). DOI:10.1093/mnrasl/sly030
8. E. J. M. Colbert and R. F. Mushotzky, Astrophys. J. 519 (1), 89 (1999). DOI:10.1086/307356
9. H. P. Earnshaw, T. P. Roberts, M. J. Middleton, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 483 (4), 5554 (2019). DOI:10.1093/mnras/sty3403
10. S. S. Eikenberry, P. B. Cameron, B. W. Fierce, et al., Astrophys. J. 561 (2), 1027 (2001). DOI:10.1086/323380
11. S. N. Fabrika, K. E. Atapin, A. S. Vinokurov, and O. N. Sholukhova, Astrophysical Bulletin 76 (1), 6 (2021). DOI:10.1134/S1990341321010077
12. H. Feng and P. Kaaret, Astrophys. J. 675 (2), 1067 (2008). DOI:10.1086/527353
13. F. Fürst, D. J. Walton, F. A. Harrison, et al., Astrophys. J. 831 (2), article id. L14 (2016). DOI:10.3847/2041-8205/831/2/L14
14. F. Fürst, D. J. Walton, M. Heida, et al., Astron. and Astrophys. 616, id. A186 (2018). DOI:10.1051/0004-6361/201833292
15. J. C. Gladstone, C. Copperwheat, C. O. Heinke, et al., Astrophys. J. Suppl. 206 (2), article id. 14 (2013). DOI:10.1088/0067-0049/206/2/14
16. J. C. Gladstone, T. P. Roberts, and C. Done, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 397 (4), 1836 (2009). DOI:10.1111/j.1365-2966.2009.15123.x
17. P. Gorenstein, Astrophys. J. 198, 95 (1975). DOI:10.1086/153579
18. F. Grisé, P. Kaaret, S. Corbel, et al., Astrophys. J. 745 (2), article id. 123 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/745/2/123
19. G. L. Israel, A. Belfiore, L. Stella, et al., Science 355 (6327), 817 (2017). DOI:10.1126/science.aai8635
20. P. Kaaret and S. Corbel, Astrophys. J. 697 (1), 950 (2009). DOI:10.1088/0004-637X/697/1/950
21. A. King, J.-P. Lasota, and M. Middleton, New Astronomy Reviews 96, 101672 (2023). DOI:10.1016/j.newar.2022.101672
22. M. I. Krauss, R. E. Kilgard, M. R. Garcia, et al., Astrophys. J. 630 (1), 228 (2005). DOI:10.1086/431784
23. B. Leibundgut and N. B. Suntzeff, arXiv e-prints astro/ph:0304112 (2003). DOI:10.48550/arXiv.astroph/0304112
24. J. Liu, J. N. Bregman, and J. E. McClintock, Astrophys. J. 690 (1), L39 (2009). DOI:10.1088/0004-637X/690/1/L39
25. J.-F. Liu, J. N. Bregman, E. Lloyd-Davies, et al., Astrophys. J. 621 (1), L17 (2005). DOI:10.1086/428902
26. W. Luangtip, T. P. Roberts, and C. Done, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 460 (4), 4417 (2016). DOI:10.1093/mnras/stw1282
27. M. J. Middleton, T. P. Roberts, C. Done, and F. E. Jackson, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 411 (1), 644 (2011). DOI:10.1111/j.1365-2966.2010.17712.x
28. C. Motch, M. W. Pakull, R. Soria, et al., Nature 514 (7521), 198 (2014). DOI:10.1038/nature13730
29. C. Pinto, W. Alston, R. Soria, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 468 (3), 2865 (2017). DOI:10.1093/mnras/stx641
30. F. Pintore, L. Zampieri, A. Wolter, and T. Belloni, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 439 (4), 3461 (2014). DOI:10.1093/mnras/stu195
31. G. A. Rodríguez Castillo, G. L. Israel, A. Belfiore, et al., Astrophys. J. 895 (1), id. 60 (2020). DOI:10.3847/1538-4357/ab8a44
32. E. Sabbi, D. Calzetti, L. Ubeda, et al., Astrophys. J. Suppl. 235 (1), article id. 23 (2018). DOI:10.3847/1538-4365/aaa8e5
33. E. F. Schlafly and D. P. Finkbeiner, Astrophys. J. 737 (2), article id. 103 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/737/2/103
34. M. Shidatsu, Y. Ueda, and S. Fabrika, Astrophys. J. 839 (1), article id. 46 (2017). DOI:10.3847/1538-4357/aa67e7
35. X. Song, D. J. Walton, G. B. Lansbury, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 491 (1), 1260 (2020). DOI:10.1093/mnras/stz3036
36. R. Soria, K. D. Kuntz, P. F. Winkler, et al., Astrophys. J. 750 (2), article id. 152 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/750/2/152
37. A. D. Sutton, T. P. Roberts, and M. J. Middleton, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 435 (2), 1758 (2013). DOI:10.1093/mnras/stt1419
38. L. Tao, H. Feng, F. Grisé, and P. Kaaret, Astrophys. J. 737 (2), article id. 81 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/737/2/81
39. L. Tao, P. Kaaret, H. Feng, and F. Grisé, Astrophys. J. 750 (2), article id. 110 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/750/2/110
40. H. Tranin, N. Webb, and O. Godet, Astron. and Astrophys. 681, id. A16 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202244952
41. S. Vaughan, R. Edelson, R. S. Warwick, and P. Uttley, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 345 (4), 1271 (2003). DOI:10.1046/j.1365-2966.2003.07042.x
42. V. A. Villar, E. Berger, R. Chornock, et al., Astrophys. J. 830 (1), article id. 11 (2016). DOI:10.3847/0004-637X/830/1/11
43. A. Vinokurov, K. Atapin, and Y. Solovyeva, Astrophys. J. 893 (2), id. L28 (2020a). DOI:10.3847/2041-8213/ab8642
44. A. Vinokurov, K. Atapin, Y. Solovyeva, et al., in Proc. All-Russian Conf. on Ground-Based Astronomy in Russia. 21st Century, Nizhny Arkhyz, Russia, 2020, Ed. by I. I. Romanyuk, I. A. Yakunin, A. F. Valeev, and D. O. Kudryavtsev, pp. 95–99 (IP Reshenilenko P.A., Pyatigorsk, 2020). DOI:10.26119/978-5-6045062-0-2_2020_95
45. A. Vinokurov, K. Atapin, and Yu. Solovyeva, Astrophysical Bulletin 79 (3), 399 (2024). DOI:10.1134/S1990341324600558
46. D. J. Walton, F. Fürst, M. Heida, et al., Astrophys. J. 856 (2), article id. 128 (2018). DOI:10.3847/1538-4357/aab610
47. D. J. Walton, F. A. Harrison, B. W. Grefenstette, et al., Astrophys. J. 793 (1), article id. 21 (2014). DOI:10.1088/0004-637X/793/1/21
48. D. J. Walton, A. D. A. Mackenzie, H. Gully, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 509 (2), 1587 (2022). DOI:10.1093/mnras/stab3001
49. L. Yang, H. Feng, and P. Kaaret, Astrophys. J. 733 (2), article id. 118 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/733/2/118
Variability of the Ultra-Luminous X-ray Source M74 X-1 in X-ray and Optical Ranges
© 2024
A. S. Vinokurov1*, K. E. Atapin2, Yu. N. Solovyeva1, and A. N. Sarkisyan1
1Special Astrophysical Observatory, Russian Academy of Sciences, Nizhnii Arkhyz, 369167 Russia
2Sternberg Astronomical Institute, Moscow State University, Moscow, 119234 Russia
*E-mail: vinokurov@sao.ru
2Sternberg Astronomical Institute, Moscow State University, Moscow, 119234 Russia
*E-mail: vinokurov@sao.ru
Using observations of M74 X-1 obtained with the Chandra X-ray Observatory and the Hubble Space Telescope, we identified this source in the optical range. Analysis of other archival data allowed us to track the evolution of M74 X-1 over two decades of observations, as well as to search for a correlation of the object’s variability in the X-ray and optical ranges based on several available quasi-simultaneous observations. As a result, we revealed an approximately linear decrease of the object brightness by about in the V band in the time range 2005–2021, which is atypical for most ultra-luminous X-ray sources, and, presumably, is not caused by a change in the X-ray luminosity of the object. At the same time, we found changes in the nature of the short-term X-ray variability of M74 X-1: by 2021, the stochastic variability of the object decreased and the quasi-periodic oscillations on a timescale of about 1.5 hours seen in observations of 2001–2002 disappeared.
Keywords:
stars: fundamental parameters — stars: mass-loss — stars: winds — outflows-X-rays: binaries
К содержанию номера