Probing a Magnetar Origin for the population of Extragalactic Fast X-ray Transients detected by Chandra
AUTORES:J. Quirola-Vásquez, F. E. Bauer, P. G. Jonker, W. N. Brandt, D. Eappachen, A. J. Levan, E. Lopez, B. Luo, M. E. Ravasio, H. Sun, Y. Q. Xue, G. Yang, X. C. Zheng
abstract
Se han descubierto veintidós transitorios rápidos de rayos X (FXT, por sus siglas en inglés) extragalácticos a partir de dos décadas de datos de Chandra (analizando aproximadamente 259 Ms de datos), 17 de ellos asociados con galaxias distantes (≳100 Mpc). Se han propuesto diferentes mecanismos y progenitores para explicar sus propiedades; sin embargo, después de analizar su parámetros temporales, espectrales, propiedades de la galaxia anfitriona, función de luminosidad y tasas volumétricas, su naturaleza sigue siendo incierta. Objetivos: Interpretamos una submuestra de nueve FXTs que muestran una meseta o una curva de luz de rápido aumento dentro del marco de un modelo de magnetar de fusión de estrellas de neutrones binarias (BNS, por sus siglas en inglés). Métodos: Ajustamos sus curvas de luz y derivamos los parámetros del magnetar (campo magnético y período de rotación inicial) y de la eyección (masa de eyección y opacidad). Este modelo predice dos zonas: una zona libre dependiente de la orientación (donde los fotones de rayos X del magnetar escapan libremente al observador) y una zona atrapada (donde los fotones de rayos X se oscurecen inicialmente y solo escapan libremente una vez que la eyección el material se vuelve ópticamente delgado). Argumentamos que seis FXT muestran propiedades consistentes con la zona libre y tres FXT con la zona atrapada. Resultados: Esta submuestra de FXTs tiene una distribución de campos magnéticos y períodos de rotación inicial similares a los inferidos para estallidos cortos de rayos gamma (SGRB, por sus siglas en inglés), lo que sugiere una posible asociación. Comparamos la emisión de eyecciones prevista alimentada por la emisión del magnetar (llamada nova de fusión) con los límites superiores ópticos e infrarrojos cercanos de dos FXTs, XRT 141001 y XRT 210423, donde se encuentran disponibles observaciones ópticas contemporáneas. Las no detecciones imponen límites inferiores a los desplazamientos al rojo de XRT 141001 y XRT 210423 de z≳1,5 y ≳0,1, respectivamente. Conclusiones: Si los restos del magnetar pierden energía a través de ondas gravitacionales (GW, por sus siglas en inglés), debería ser posible detectar objetos similares con los detectores LIGO avanzados actuales hasta un desplazamiento al rojo z≲0,03, mientras que los futuros detectores GW podrán detectarlos hasta z≈0,5.
