Спектральный анализ OJ 287 по данным Swift/XRT

Оценка массы чёрной дыры

По результатам анализа масса чёрной дыры была оценена примерно в 200 миллионов масс Солнца (2 × 10⁸ M_⊙). В рамках принятой физической интерпретации эта оценка, вероятнее всего, относится к менее массивному (вторичному) компоненту предполагаемой двойной системы OJ 287.

Постановка задачи

Набор данных Swift/XRT включает большое число коротких наблюдений OJ 287 продолжительностью порядка одной килосекунды. В большинстве из них число зарегистрированных событий недостаточно для устойчивой спектральной аппроксимации.

Наблюдения были распределены по интервалам потока, после чего для каждого интервала построен суммарный спектр с достаточной статистикой. Такой подход сохраняет зависимость спектральных характеристик от состояния источника.

Объект исследования

OJ 287 — переменный блазар типа BL Lac и один из наиболее известных кандидатов в двойные системы со сверхмассивными чёрными дырами. Совместная обработка наблюдений Swift/XRT позволяет исследовать изменение его рентгеновского спектра.

Цель работы

Работа выполнена в сотрудничестве с астрофизиками Университета Феррары (UniFe, Италия) по их запросу.

Цель состояла в проверке зависимости фотонного индекса от нормировки модели BMC. Для аккрецирующих чёрных дыр ожидается рост фотонного индекса с последующим выходом на насыщение.

Обработка данных и методика анализа

Все наблюдения были обработаны по единой процедуре и объединены внутри заданных интервалов потока. Полученные спектры аппроксимировались моделью BMC (bulk-motion Comptonization).

Модель описывает преобразование спектра низкоэнергетических фотонов аккреционного диска вследствие комптоновского рассеяния во внутренней области диска и в сходящемся к чёрной дыре потоке вещества.

Зависимость фотонного индекса Γ от нормировки BMC сравнивалась с аналогичными зависимостями для эталонных галактических систем GX 339–4 и XTE J1859–226.

Результаты и интерпретация

Фотонный индекс возрастает с увеличением нормировки BMC и выходит на уровень насыщения около Γ ≈ 2,6. Это позволяет применить метод масштабирования по отношению к системам с известными параметрами.

Полученная оценка массы составляет M ≈ 2 × 10⁸ M_⊙, или около 200 миллионов масс Солнца. В сценарии двойной системы OJ 287 она, вероятнее всего, относится к её менее массивному (вторичному) компоненту.

Исследования Valtonen et al. (2023) и Komossa et al. (2023) также приводят к масштабам массы порядка 10⁸ M_⊙ при использовании иных моделей и наблюдательных методов.

Литература

Kuznetsov, S. 2024, MNRAS, 535, 3732–3737 — статья

Valtonen, M. J., et al. 2023, MNRAS, 525, 1153 — статья

Komossa, S., et al. 2023, MNRAS Letters, 522, L84 — статья

Источники данных и программное обеспечение

• Архив Swift/XRT (UKSSDC) ➜
• Документация Swift/XRT (UKSSDC) ➜
• HEASoft и NASA/HEASARC ➜