LMC X-4 är en förmörkande dubbelröntgenpulsar (HMXB) belägen i Stora magellanska molnet (LMC) i stjärnbilden Svärdfisken, en satellitgalax till Vintergatan, belägen på ett avstånd av 163 000 ljusår från solsystemet. Det upptäcktes 1972 av Uhuru röntgenobservatorium och består av en neutronstjärna och en massiv följeslagare, som har periodiska röntgenförmörkelser och långsiktiga intensitetsvariationer.
Egenskaper Komponenter LMC X-4 består av en neutronstjärna med en rotationsperiod på 13,5 sekunder och en uppskattad massa motsvarande ca 1,4 solmassa, även om tidigare studier föreslagit ett intervall på 2–4 solmassor. Följeslagare är en stjärna av spektraltyp O7 III-V (eller O8 III) med en massa motsvarande ca 25 solmassor, som nästan fyller dess Roche-lob, och en skenbar magnitud av ca 14,0. Systemets höga röntgenljusstyrka drivs sannolikt av en kombination av stjärnvindtillväxt och eventuellt Roche-loböverflöde.
Omloppsparametrar Det binära systemet har en omloppsperiod av 1,40830 ± 0,0005 dygn och har en superomloppsperiod på ca 30,5 dygn, vilket tillskrivs ackretionsskivans precession. Långtidsobservationer anger omloppsavklingning med en periodderivata på en tidsskala på ca 0,8 miljoner år och bevis på en andraderivata på en 55-årig tidsskala, härledd från data som sträcker sig över 4 600 omloppsvarv.
Röntgenemission Röntgenemissionen från LMC X-4 kännetecknas av ett potenslagsspektrum med ett fotonindex på 0,7–1,0, en högenergigräns och en järnemissionslinje. Järnlinjens ekvivalenta bredd varierar avsevärt under lågintensiva tillstånd men förblir stabil i höga tillstånd, vilket visar likheter med HMXB Hercules X-1, dock utan den variabla absorptionskolumndensiteten. Systemet visar röntgenutbrott och kvasiperiodiska oscillationer (QPO) vid frekvenser kring 74 mHz och 20–30 mHz, har noterats av XMM-Newton. Periodiska röntgenförmörkelser har varit avgörande för att förfina omloppsparametrar.
Utveckling Simuleringar genomförda under 2020-talet tyder på att LMC X-4 kan utvecklas till ett Thorne-Żytkow-objekt, en teoretisk stjärna med en neutronstjärnekärna omsluten av en massiv stjärnföljeslagare, potentiellt kopplad till ultralånga gammablixtar. Studien ger insikter i ackretionsprocesser, omloppsdynamik och utvecklingen av massiva binära system.
Referenser
Noter
"LMC X-4". SIMBAD. Hämtad 21 september 2025. Hutchings, J. B.; Crampton, D.; Cowley, A. P. (October 1978). "Spectroscopic observations and orbit of LMC X-4". The Astrophysical Journal. 225: 548–556. Bibcode:1978ApJ...225..548H. doi:10.1086/156515. . Jain, Chetana; Sharma, Rahul; Paul, Biswajit (2024). "A comprehensive study of orbital evolution of LMC X–4: Existence of a second derivative of the orbital period". arXiv:2403.09595v1 [astro-ph.HE]. Kelley, R. L.; Jernigan, J. G.; Levine, A.; Petro, L. D.; Rappaport, S. (1983). "Discovery of 13.5 s X-ray pulsations from LMC X-4 and an orbital determination". Astrophysical Journal. 264: 568. Bibcode:1983ApJ...264..568K. doi:10.1086/160626. Levine, A.; Rappaport, S.; Putney, A.; Corbet, R.; Nagase, F. (November 1991). "LMC X-4: GINGA Observations and Search for Orbital Period Changes". The Astrophysical Journal. 381: 101. Bibcode:1991ApJ...381..101L. doi:10.1086/170632. . Boroson, Bram; Kallman, Timothy; Blondin, John M.; Owen, Michael P. (April 2001). "Testing Hydrodynamic Models of LMC X-4 with Ultraviolet and X-Ray Spectra". The Astrophysical Journal. 550 (2): 919–930. arXiv:astro-ph/0012494. Bibcode:2001ApJ...550..919B. doi:10.1086/319773. . Naik, S.; Paul, B. (2003). "Spectral variations of the X-ray binary pulsar LMC X-4 during its long period intensity variation and a comparison with Her X-1". Astronomy & Astrophysics. 401 (1): 265–270. arXiv:astro-ph/0301208. Bibcode:2003A&A...401..265N. doi:10.1051/0004-6361:20030111. . Ambrosi, E; D'Aì, A; Del Santo, M; Segreto, A; Ferrigno, C; Amato, R; Cusumano, G (2022). "Disc precession to explain the superorbital modulation of LMC X-4: results from the Swift monitoring campaign". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 512 (3): 3422–3435. arXiv:2202.07703. doi:10.1093/mnras/stac450. . Jain, Chetana; Sharma, Rahul; Paul, Biswajit (2024), "A comprehensive study of orbital evolution of LMC X-4: Existence of a second derivative of the orbital period", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 529 (4): 4056, arXiv:2403.09595, Bibcode:2024MNRAS.529.4056J, doi:10.1093/mnras/stae784 Nowakowski, Tomasz (28 March 2022). "Quasi-periodic oscillations detected in pulsar LMC X-4". phys.org. Hämtad 2025-10-13. Hutchinson-Smith, Tenley; Everson, Rosa Wallace; Twum, Angela A.; Batta, Aldo; Yarza, Ricardo; Law-Smith, Jamie A. P.; Vigna-Gómez, Alejandro; Ramirez-Ruiz, Enrico (2024). "Rethinking Thorne–Żytkow Object Formation: The Fate of X-Ray Binary LMC X-4 and Implications for Ultra-long Gamma-Ray Bursts". The Astrophysical Journal. 977 (2): 196. arXiv:2311.06741. Bibcode:2024ApJ...977..196H. doi:10.3847/1538-4357/ad88f3. . https://simbad.cds.unistra.fr/simbad/sim-id?Ident=LMC%20X-4. Hämtad 2020-09-26.
Kategori:Stjärnbilden Svärdfisken Kategori:Röntgendubbelstjärnor Kategori:Neutronstjärnor