ПРИРОДА ЭМИССИОННОГО СПЕКТРА NGC 7793 P13: МОДЕЛИРОВАНИЕ АТМОСФЕРЫ ЗВЕЗДЫ-ДОНОРА

© 2024  A. С. Винокуров1*, A. Е. Костенков1**, К. Е. Атапин2, Ю. Н. Соловьева1
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
**E-mail: kostenkov@sao.ru
УДК 524.38-735+52-44:520.84-17
Поступила в редакцию 28 марта 2024; после доработки 26 апреля 2024; принята к публикации 30 апреля 2024
Мы продолжаем исследование ультраяркого рентгеновского источника NG C7793 P13 в оптическом диапазоне. В данной работе мы проверяем возможность описания спектра объекта в рамках сферически-симметричной модели ветра звезды-донора, которая ранее была идентифицирована как B9 Ia-сверхгигант. В результате моделирования было получено хорошее согласие модельного и наблюдаемого спектров при относительно высоком значении темпа потери массы M˙6×106Mгод1, остальные параметры оказались близки к ожидаемым для поздних B-сверхгигантов. Повышенный темп потери массы может быть объяснен высокой скоростью вращения звезды. Кроме того, на качественном уровне было показано влияние рентгеновского прогрева на наблюдаемый спектр, обсуждается принципиальная возможность ускорения ветра в условиях мощного облучения.
Ключевые слова: звезды: фундаментальные параметры — звезды: потеря массы — звезды: ветер, истечения — рентгеновское излучение: двойные
PDF
ФинансированиеСписок литературы
Исследование поддержано Российским научным фондом (проект № 21-72-10167 «Ультраяркие рентгеновские источники: ветер и доноры»).
Список литературы
1. J. Arons, Astrophys. J. 184, 539 (1973). DOI:10.1086/152348 2. J. M. Bardeen and J. A. Petterson, Astrophys. J. 195, L65 (1975). DOI:10.1086/181711
3. E. S. Bartlett, J. S. Clark, and I. Negueruela, Astron. and Astrophys. 622, id. A93 (2019). DOI:10.1051/0004-6361/201834315
4. M. M. Basko, S. Hatchett, R. McCray, and R. A. Sunyaev, Astrophys. J. 215, 276 (1977). DOI:10.1086/155356
5. M. Bernini-Peron,W. L. F.Marcolino, A. A. C. Sander, et al., Astron. and Astrophys. 677, id. A50 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202346469
6. J. M. Blondin, Astrophys. J. 435, 756 (1994). DOI:10.1086/174853
7. J. C. Bouret, T. Lanz, and D. J. Hillier, Astron. and Astrophys. 438 (1), 301 (2005). DOI:10.1051/0004-6361:20042531
8. J. C. Bouret, T. Lanz, D. J. Hillier, et al., Astrophys. J. 595 (2), 1182 (2003). DOI:10.1086/377368
9. J. C. Bouret, F.Martins, D. J. Hillier, et al., Astron. and Astrophys. 647, id. A134 (2021). DOI:10.1051/0004-6361/202039890
10. A. Chashkina, G. Lipunova, P. Abolmasov, and J. Poutanen, Astron. and Astrophys. 626, id. A18 (2019). DOI:10.1051/0004-6361/201834414
11. J. S. Clark, E. S. Bartlett, M. J. Coe, et al., Astron. and Astrophys. 560, id. A10 (2013). DOI:10.1051/0004-6361/201321216
12. P. A. Crowther, D. J. Lennon, and N. R. Walborn, Astron. and Astrophys. 446 (1), 279 (2006). OI:10.1051/0004-6361:20053685
13. T. Dauser, M. Middleton, and J. Wilms, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 466 (2), 2236 (2017). DOI:10.1093/mnras/stw3304
14. S. S. Eikenberry, P. B. Cameron, B. W. Fierce, et al., Astrophys. J. 561 (2), 1027 (2001). DOI:10.1086/323380
15. I. El Mellah, J. O. Sundqvist, and R. Keppens, Astron. and Astrophys. 622, id. L3 (2019). DOI:10.1051/0004-6361/201834543
16. S. Fabrika, Y. Ueda, A. Vinokurov, et al., Nature Physics 11 (7), 551 (2015). DOI:10.1038/nphys3348
17. S. N. Fabrika, K. E. Atapin, A. S. Vinokurov, and O. N. Sholukhova, Astrophysical Bulletin 76 (1), 6 (2021). DOI:10.1134/S1990341321010077
18. E. L. Fitzpatrick, Publ. Astron. Soc. Pacific 111 (755), 63 (1999). DOI:10.1086/316293
19. T. Fragos, M. Tremmel, E. Rantsiou, and K. Belczynski, Astrophys. J. 719 (1), L79 (2010). DOI:10.1088/2041-8205/719/1/L79
20. F. Fürst, D. J. Walton, M. Heida, et al., Astron. and Astrophys. 616, id. A186 (2018). DOI:10.1051/0004-6361/201833292
21. F. Fürst, D. J. Walton, M. Heida, et al., Astron. and Astrophys. 651, id. A75 (2021). DOI:10.1051/0004-6361/202140625
22. G. Grüfener, L. Koesterke, and W. R. Hamann, Astron. and Astrophys. 387, 244 (2002). DOI:10.1051/0004-6361:20020269
23. J.H. Groh, D. J. Hillier, and A. Damineli, Astrophys. J. 736 (1), article id. 46 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/736/1/46
24. V. V. Gvaramadze, A. Y. Kniazev, S. Fabrika, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 405 (1), 520 (2010). DOI:10.1111/j.1365-2966.2010.16469.x
25.W. R. Hamann and G. Gräfener, Astron. and Astrophys. 410, 993 (2003). DOI:10.1051/0004-6361:20031308
26. C. Hawcroft, H. Sana, L. Mahy, et al., Astron. and Astrophys. 655, id. A67 (2021). DOI:10.1051/0004-6361/202140603
27. D. J. Hillier, T. Lanz, S. R. Heap, et al., Astrophys. J. 588 (2), 1039 (2003). DOI:10.1086/374329
28. D. J. Hillier and D. L. Miller, Astrophys. J. 496, 407 (1998). DOI:10.1086/305350
29. D. J. Hillier and D. L. Miller, Astrophys. J. 519, 354 (1999). DOI:10.1086/307339
30. C.-P. Hu, K. L. Li, A. K. H. Kong, et al., Astrophys. J. 835 (1), article id. L9 (2017). DOI:10.3847/2041-8213/835/1/L9
31. A. Ingram, C. Done, and P. C. Fragile, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 397 (1), L101 (2009). DOI:10.1111/j.1745-3933.2009.00693.x
32. T. Kawashima and K. Ohsuga, Publ. Astron. Soc. Japan 72 (1), id. 15 (2020). DOI:10.1093/pasj/psz136
33. T. Kawashima, K. Ohsuga, S. Mineshige, et al., Astrophys. J. 752 (1), article id. 18 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/752/1/18
34. A. King, J.-P. Lasota, and M. Middleton, New Astronomy Reviews 96, article id. 101672 (2023). DOI:10.1016/j.newar.2022.101672
35. H. Kobayashi, K. Ohsuga, H. R. Takahashi, et al., Publ. Astron. Soc. Japan 70 (2), id. 22 (2018). DOI:10.1093/pasj/psx157
36. G. Koenigsberger, E. Moreno, and D. M. Harrington, Astron. and Astrophys. 539, id. A84 (2012). DOI:10.1051/0004-6361/201118397
37. P. Kosec, C. Pinto, D. J. Walton, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 479 (3), 3978 (2018). DOI:10.1093/mnras/sty1626
38. A. Kostenkov, S. Fabrika, O. Sholukhova, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 496 (4), 5455 (2020a). DOI:10.1093/mnras/staa1824
39. A. Kostenkov, A. Vinokurov, K. Atapin, and Y. Solovyeva, Astrophysical Bulletin 78 (3), 395 (2023). DOI:10.1134/S1990341323700086
40. A. Kostenkov, A. Vinokurov, and Y. Solovyeva, 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 (Spec. Astrophys. Obs. RAS, Nizhnij Arkhyz, 2020b), p. 242. DOI:10.26119/978-5-6045062-0-2_2020_242
41. A. Kostenkov, A. Vinokurov, Y. Solovyeva, et al., Astrophysical Bulletin 75 (2), 182 (2020c). DOI:10.1134/S1990341320020078
42. M. Kraus, Galaxies 7 (4), id. 83 (2019). DOI:10.3390/galaxies7040083
43. M. Kraus, M. Borges Fernandes, and F. X. de Araújo, Astron. and Astrophys. 463 (2), 627 (2007). DOI:10.1051/0004-6361:20066325
44. J. Krtička and J. Kubát, Astron. and Astrophys. 606, id. A31 (2017). DOI:10.1051/0004-6361/201730723
45. J. Krtička, J. Kubát, and I. Krtičková, Astron. and Astrophys. 620, id. A150 (2018). DOI:10.1051/0004-6361/201833419
46. J. Krtička, J. Kubát, and I. Krtičková, Astron. and Astrophys. 659, id. A117 (2022). DOI:10.1051/0004-6361/202142502
47. J. Krtička, J. Kubát, and I. Krtičková, Astron. and Astrophys. 681, id. A29 (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202347916
48. J. Krtička, J. Kubát, and J. Skalický, Astrophys. J. 757 (2), article id. 162 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/757/2/162
49. R. P. Kudritzki, J. Puls, Astron. and Astrophys. 350, 970 (1999). DOI:10.48550/arXiv.astro-ph/9910449
50. H. J. G. L. M. Lamers, T. P. Snow, and D. M. Lindholm, Astrophys. J. 455, 269 (1995). DOI:10.1086/176575
51. N. Langer and A. Heger, in Proc. Workshop on B[e] stars, Paris, 1997, Ed. by A. M. Hubert and C. Jaschek (Dordrecht, Kluwer Academic Publishers, 1998) p. 235. DOI:10.1007/978-94-015-9014-3_33
52. R. M. Lau, M. Heida, M. M. Kasliwal, and D. J. Walton, Astrophys. J. 838 (2), article id. L17 (2017). DOI:10.3847/2041-8213/aa6746
53. R. M. Lau, M. Heida, D. J. Walton, et al., Astrophys. J. 878 (1), article id. 71 (2019). DOI:10.3847/1538-4357/ab1b1c
54. G. V. Lipunova, Astronomy Letters 25 (8), 508 (1999). DOI:10.48550/arXiv.astro-ph/9906324
55. A. Maeder and G. Meynet, Astron. and Astrophys. 361, 159 (2000). DOI:10.48550/arXiv.astroph/0006405
56. P. Marchiano, E. Brandi, M. F. Muratore, et al., Astron. and Astrophys. 540, id. A91 (2012). DOI:10.1051/0004-6361/201117715
57. N. Markova, R. K. Prinja, H. Markov, et al., Astron. and Astrophys. 487 (1), 211 (2008). DOI:10.1051/0004-6361:200809376
58. N. Markova and J. Puls, Astron. and Astrophys. 478 (3), 823 (2008). DOI:10.1051/0004-6361:20077919
59. M. J. Middleton, P. C. Fragile, M. Bachetti, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 475 (1), 154 (2018). DOI:10.1093/mnras/stx2986
60. A. S. Miroshnichenko, K. S. Bjorkman, E. L. Chentsov, et al., Astron. and Astrophys. 383, 171 (2002). DOI:10.1051/0004-6361:20011711
61. M. R. Mokiem, A. de Koter, J. S. Vink, et al., Astron. and Astrophys. 473 (2), 603 (2007). DOI:10.1051/0004-6361:20077545
62. C. Motch, M. W. Pakull, F. Grisé, and R. Soria, Astronomische Nachrichten 332 (4), 367 (2011). DOI:10.1002/asna.201011501
63. C. Motch, M. W. Pakull, R. Soria, et al., Nature 514 (7521), 198 (2014). DOI:10.1038/nature13730
64. A. A. Mushtukov, S. Portegies Zwart, S. S. Tsygankov, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 501 (2), 2424 (2021). DOI:10.1093/mnras/staa3809
65. A. A. Mushtukov, V. F. Suleimanov, S. S. Tsygankov, and A. Ingram, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 467 (1), 1202 (2017). DOI:10.1093/mnras/stx141
66. F. Najarro, D. J. Hillier, and O. Stahl, Astron. and Astrophys. 326, 1117 (1997).
67. K. Ohsuga and S. Mineshige, Astrophys. J. 736 (1), article id. 2 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/736/1/2
68. K. Ohsuga, S. Mineshige, M. Mori, and Y. Kato, Publ. Astron. Soc. Japan 61 (3), L7 (2009). DOI:10.1093/pasj/61.3.L7
69. K. Ohsuga, M. Mori, T. Nakamoto, and S. Mineshige, Astrophys. J. 628 (1), 368 (2005). DOI:10.1086/430728
70. B. Petrov, J. S. Vink, and G. Gräfener, Astron. and Astrophys. 565, id. A62 (2014). DOI:10.1051/0004-6361/201322754
71. B. Petrov, J. S. Vink, and G. Gräfener, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 458 (2), 1999 (2016). DOI:10.1093/mnras/stw382
72. H. P. Pfeiffer and D. Lai, Astrophys. J. 604 (2), 766 (2004). DOI:10.1086/381967
73. L. S. Pilyugin, E. K. Grebel, and A. Y. Kniazev, Astron. J. 147 (6), article id. 131 (2014). DOI:10.1088/0004-6256/147/6/131
74. C. Pinto, W. Alston, R. Soria, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 468 (3), 2865 (2017). DOI:10.1093/mnras/stx641
75. C. Pinto, M. J. Middleton, and A. C. Fabian, Nature 533, 64 (2016). DOI:10.1038/nature17417
76. C. Pinto, R. Soria, D. J. Walton, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 505 (4), 5058 (2021). DOI:10.1093/mnras/stab1648
77. C. Pinto and D. J. Walton, arXive-prints astro-ph:2302.00006 (2023). DOI:10.48550/arXiv.2302.00006
78. J. Poutanen, G. Lipunova, S. Fabrika, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 377, 1187 (2007). DOI:10.1111/j.1365-2966.2007.11668.x
79. J. Puls, N. Markova, and S. Scuderi, ASP Conf. Ser., 388, 101 (2008). DOI:10.1086/377368
80. J. Puls, N. Markova, S. Scuderi, et al., Astron. and Astrophys. 454 (2), 625 (2006). DOI:10.1051/0004-6361:20065073
81. D. J. Radburn-Smith, R. S. de Jong, A. C. Seth, et al., Astrophys. J. Suppl. 195 (2), article id. 18 (2011). DOI:10.1088/0067-0049/195/2/18
82. P. Reig, Astrophysics and Space Science 332 (1), 1 (2011). DOI:10.1007/s10509-010-0575-8
83. A. A. C. Sander, F. Fürst, P. Kretschmar, et al., Astron. and Astrophys. 610, id. A60 (2018). DOI:10.1051/0004-6361/201731575
84. N. I. Shakura and R. A. Sunyaev, Astron. and Astrophys. 500, 33 (1973).
85. A. Siviero and U. Munari, ASP Conf. Ser., 303, 167 (2003).
86. A. Sądowski and R. Narayan, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 456 (4), 3929 (2016). DOI:10.1093/mnras/stv2941
87. O. Stahl, I. Jankovics, J. Kovács, et al., Astron. and Astrophys. 375, 54 (2001). DOI:0.1051/0004-6361:20010824
88. O. Stahl, H. Mandel, T. Szeifert, et al., Astron. and Astrophys. 244, 467 (1991).
89. I. R. Stevens and T. R. Kallman, Astrophys. J. 365, 321 (1990). DOI:10.1086/169486
90. V. Straizys and G. Kuriliene, Astrophys. and Space Sci. 80 (2), 353 (1981). DOI:10.1007/BF00652936
91. H. R. Takahashi and K. Ohsuga, Publ. Astron. Soc. Japan 67 (4), id. 60 (2015). DOI10.1093/pasj/psu145
92. H. R. Takahashi and K. Ohsuga, Astrophys. J. 845 (1), article id. L9 (2017). DOI:10.3847/2041-8213/aa8222
93. R. H. D. Townsend, S. P. Owocki, and I. D. Howarth, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 350 (1), 189 (2004). DOI:10.1111/j.1365-2966.2004.07627.x
94. C. Trundle, D. J. Lennon, J. Puls, and P. L. Dufton, Astron. and Astrophys. 417, 217 (2004). DOI:10.1051/0004-6361:20034325
95. J. S. Vink, Astron. and Astrophys. 619, id. A54 (2018). DOI:10.1051/0004-6361/201833352
96. H. E. Wheelwright, W. J. de Wit, G. Weigelt, et al., Astron. and Astrophys. 543, id. A77 (2012). DOI:10.1051/0004-6361/201219325
97. S. Yoshioka, S. Mineshige, K. Ohsuga, et al., Publ. Astron. Soc. Japan 74 (6), 1378 (2022). DOI:10.1093/pasj/psac076
98. F. J. Zickgraf, ASP Conf. Ser., 22, 75 (1992).
99. F. J. Zickgraf, B. Wolf, O. Stahl, et al., Astron. and Astrophys. 143, 421 (1985).

Nature of the Emission Spectrum of NG C7793 P13: Modeling the Atmosphere of the Donor Star

© 2024  A. S. Vinokurov1*, A. E. Kostenkov1**, K. E. Atapin2, and Y. N. Solovyeva1
1Special Astrophysical Observatory, Russian Academy of Sciences, Nizhnii Arkhyz, 369167 Russia
2Sternberg Astronomical Institute, Lomonosov Moscow State University, Moscow, 119234 Russia
*E-mail: vinokurov@sao.ru
**E-mail: kostenkov@sao.ru
We continue to study the ultra-luminous X-ray source NGC7793 P13 in the optical range. In this work, we are testing the model of a spherically symmetric wind atmosphere of the donor star, previously identified as a B9 Ia supergiant. The model spectrumhas shown good agreement with the observed one at a relatively highmass loss rate of M˙6×106Myr1; other parameters turned out to be close to those expected for late B-supergiants. The increased mass loss rate can be explained by the high rotation velocity of the star. In addition, we have qualitatively demonstrated the effect of X-ray irradiation on the observed spectrumand discuss the fundamental possibility of wind acceleration under conditions of powerful irradiation.
Keywords: stars: fundamental parameters — stars: mass-loss — stars: winds, outflows — X-rays: binaries
К содержанию номера