LMC X-3

LMC X-3
Observationsdata
Epok: J2000
StjärnbildSvärdfisken
Rektascension05t 38m 56s
Deklination-64° 05′ 03″
Skenbar magnitud ()17,2 ±
Stjärntyp
SpektraltypBH + B2.5 Ve
Astrometri
Radialhastighet ()+310,0 km/s
Egenrörelse (µ)RA: +1,678 ± 0,065 mas/år
Dek.: +0,449 ± 0,067 mas/år
Avstånd165 000 lå (50 589 pc)
Detaljer
Massa3,63 ± 0,57 M☉
Radie4,4 R☉
Andra beteckningar
LMC X-3, RX J0538.9-6405, 2MAXI J0539-640, 2XMM J053856.5-640503, 1RXS J053855.5-640457, 1RXS J053855.6-640457, Gaia DR2 4757068874690668160, Gaia DR3 4757068874690668160

LMC X-3 är en högmassig röntgendubbelstjärna (HMXB) belägen i Stora magellanska molnet i Svärdfisken (LMC), en satellitgalax till Vintergatan på ett avstånd av ca 165 000 ljusår (50,5 kiloparsec) från solsystemet. Systemet består av ett svart hål med stjärnmassa som samlar material från en följeslagare av spektraltyp B i huvudserien, vilket producerar intensiv röntgenstrålning genom en het ackretionsskiva. LMC X-3 är en av de mest studerade extragalaktiska svarta hålsdubbelstjärnorna till följd av dess ljusstyrka och variation.

LMC X-3 identifierades först 1971 av Uhuru-satelliterna under ledning av Leong et al. och upptäcktes som en ljusstark röntgenkälla i Stora Magellanska molnet. Den identifierades som ett svart hål 1983 av Anne Cowley et al. med hjälp av dynamiska observationer tillsammans med den medföljande B-stjärnan.

Följeslagaren till det svarta hålet LMC X-3 lokaliserades 1975 av Rick Warren och Jeffrey Penfold när de såg en optisk motsvarighet som en OB-stjärna i röntgenaberrationen. År 1983 bekräftades detta av Cowley et al. genom att använda spektral- och spektroskopisk observation av LMC X-3.

Egenskaper

LMC X-3 består av ett svart hål och en följeslagare av spektralklass B2.5Ve. Följeslagaen har en yttemperatur betydligt varmare än solens, överför massa till det svarta hålet via Roche-lob-överflöde och bildar en ackretionsskiva som avger röntgenstrålar upp till 10 000 gånger solens totala ljusstyrka.

Omloppsparametrar

Systemet har en omloppsperiod av ca 1,70481 dygn, i en bana med en halv storaxel på ca 11 miljoner kilometer och en excentricitet av ca 0,22. Omloppsbanan lutar 68° (+2°/−3°), vilket förhindrar förmörkelser. Följeslagarens radiella hastighetssemiamplitud är 256,7 ± 4,9  km/s, vilket ger en massa mmotsvarande ca 2,3 solmassor. Optiska ljuskurvor visar dubbelpuckelprofiler på grund av följeslagarens ellipsoidala distorsion.

Variabilitet

LMC X-3 är anmärkningsvärd för dess ihållande men mycket variabla natur, och förblir ofta i mjuka spektrala tillstånd som domineras av termisk skivemission, vilket gör den idealisk för att testa ackretionsskivor. Den visar långsiktiga intensitetsvariationer på tidsskalor på 100–300 dygn och går in i anomala låga tillstånd (ALS) som varar i över 80 dygn, under vilka röntgen- och UV-ljusstyrkan sjunker avsevärt, med minskad variation. Dessa ALS-händelser, som observerats flera gånger, drivs sannolikt av förändringar i massaccretionshastigheten från den följeslagna planeten, med röntgenfördröjningar på ca 8 dygn under tillståndsövergångar. Den inre skivradien förblir anmärkningsvärt konstant över observationer, vilket stöder tillförlitliga spinnmätningar via kontinuumanpassning.

Spinn och polarisering

Det svarta hålets spinnparameter är låg, uppskattad till ca 0,2 med hjälp av röntgenkontinuumanpassning. År 2023 noterade IXPE röntgenpolarisering med en polarisationsgrad på 3,2 ± 0,6 procent och en polarisationsvinkel på −42 ± 6° i 2–8 keV-bandet, vilket satte en övre spinngräns på <0,7 med 90 procent konfidens. Polariseringen ökar något med energin, vilket överensstämmer med andra mjuka svarta håls binärer. Samtidiga NICER- och NuSTAR-observationer bekräftade mjuka tillståndets natur och spinnuppskattningarna.

Bildning och utveckling

Utvecklingsmodeller tyder på att LMC X-3 bildades från en dubbelstjärna i huvudserien med nollålder, som utvecklades genom en supernovaexplosion av primärstjärnan, där den nuvarande fasen involverar stabil massöverföring. Dess närhet till den transienta/persistenta klyftan mellan svarta håls röntgenbinärer gör den till ett viktigt system för att förstå ackretionsfysik och bildning av svarta hål i miljöer med låg metallicitet som LMC.

Se även

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, LMC X-3, 18 september 2026.

Noter

  1. 1 2 3 "LMC X-3 Fact Sheet". StarDate's Black Hole Encyclopedia.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 https://simbad.cds.unistra.fr/simbad/sim-id?Ident=X+LMC+X-3. Hämtad 2020-09-25.
  3. 1 2 3 Orosz, Jerome A.; Steiner, James F.; McClintock, Jeffrey E.; Buxton, Michelle M.; Bailyn, Charles D.; Steeghs, Danny; Guberman, Alec; Torres, Manuel A. P. (2014-10-06). "The Mass of the Black Hole in LMC X-3". The Astrophysical Journal. 794 (2): 154. arXiv:1402.0085. Bibcode:2014ApJ...794..154O. doi:10.1088/0004-637X/794/2/154. ISSN 1538-4357.
  4. 1 2 "LMC X-3". SIMBAD. Retrieved 21 September 2025.
  5. ↑ Torpin, Trevor J.; Boyd, Patricia T.; Smale, Alan P.; Valencic, Lynne A. (2017-10-27). "Unusual Black Hole Binary LMC X-3: A Transient High-Mass X-Ray Binary That Is Almost Always On?". The Astrophysical Journal. 849 (1): 32. Bibcode:2017ApJ...849...32T. doi:10.3847/1538-4357/aa8f96. ISSN 0004-637X.
  6. ↑ Nowak, M. A.; Wilms, J.; Heindl, W. A.; Pottschmidt, K.; Dove, J. B.; Begelman, M. C. (2000-08-08), "A good long look at the black hole candidates LMC X-1 and LMC X-3", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 320 (3): 316–326, arXiv:astro-ph/0005487, doi:10.1046/j.1365-8711.2001.03984.x
  7. 1 2 Steiner, James F.; McClintock, Jeffrey E.; Remillard, Ronald A.; Gou, Lijun; Yamada, Shin'ya; Narayan, Ramesh (2010). "The Constant Inner-Disk Radius of LMC X-3: A Basis for Measuring Black Hole Spin". The Astrophysical Journal. 718 (2): L117–L121. arXiv:1006.5729. Bibcode:2010ApJ...718L.117S. doi:10.1088/2041-8205/718/2/L117.
  8. ↑ Orosz, Jerome A.; Steiner, James F.; McClintock, Jeffrey E.; Buxton, Michelle M.; Bailyn, Charles D.; Steeghs, Danny; Guberman, Alec; Torres, Manuel A. P. (2014). "The Mass of the Black Hole in LMC X-3". The Astrophysical Journal. 794 (2): 154. arXiv:1402.0085. Bibcode:2014ApJ...794..154O. doi:10.1088/0004-637X/794/2/154.
  9. ↑ Val-Baker, A. K. F.; Norton, A. J.; Negueruela, I. (2007). "The mass of the black hole in LMC X-3". The Multicolored Landscape of Compact Objects and Their Explosive Origins. AIP Conference Proceedings. 924: 530–533. arXiv:1608.01187. Bibcode:2007AIPC..924..530V. doi:10.1063/1.2774906.
  10. ↑ "LMC X-3 Fact Sheet - StarDate's Black Hole Encyclopedia". blackholes.stardate.org. Hämtad 2025-09-21.
  11. ↑ Sørensen, Mads; Fragos, Tassos; Steiner, James F.; Antoniou, Vallia; Meynet, Georges; Dosopoulou, Fani (January 2017). "Unraveling the formation history of the black hole X-ray binary LMC X-3 from the zero age main sequence to the present". Astronomy & Astrophysics. 597: A12. arXiv:1605.06808. Bibcode:2017A&A...597A..12S. doi:10.1051/0004-6361/201628979. ISSN 0004-6361.
  12. ↑ Orosz, Jerome A.; Steiner, James F.; McClintock, Jeffrey E.; Buxton, Michelle M.; Bailyn, Charles D.; Steeghs, Danny; Guberman, Alec; Torres, Manuel A. P. (October 2014). "The mass of the black hole in LMC X-3". The Astrophysical Journal. 794 (2): 154. arXiv:1402.0085. Bibcode:2014ApJ...794..154O. doi:10.1088/0004-637X/794/2/154. ISSN 1538-4357.
  13. ↑ Cowley, A. P.; Crampton, D.; Hutchings, J. B.; Remillard, R.; Penfold, J. E. (September 1983). "Discovery of a massive unseen star in LMC X-3". The Astrophysical Journal. 272: 118. Bibcode:1983ApJ...272..118C. doi:10.1086/161267. ISSN 0004-637X.
  14. ↑ Gräff, Dominik (2020-11-02). "Messung der Masse des Schwarzen Loches in LMC X-3 (Measuring the mass of the black hole in LMC X-3)". arXiv:2011.01230 [astro-ph.HE].
  15. ↑ Nowak, M. A.; Wilms, J.; Heindl, W. A.; Pottschmidt, K.; Dove, J. B.; Begelman, M. C. (2000). "A good long look at the black hole candidates LMC X-1 and LMC X-3". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 320 (3): 316–326. arXiv:astro-ph/0005487. doi:10.1046/j.1365-8711.2001.03984.x.
  16. ↑ Straub, O.; Bursa, M.; Sa¸dowski, A.; Steiner, J. F.; Abramowicz, M. A.; Kluźniak, W.; McClintock, J. E.; Narayan, R.; Remillard, R. A. (2011-09-01). "Testing slim-disk models on the thermal spectra of LMC X-3". Astronomy & Astrophysics. 533: A67. arXiv:1106.0009. Bibcode:2011A&A...533A..67S. doi:10.1051/0004-6361/201117385. ISSN 0004-6361.
  17. ↑ Steiner, James F.; McClintock, Jeffrey E.; Remillard, Ronald A.; Gou, Lijun; Yamada, Shin'ya; Narayan, Ramesh (2010). "The Constant Inner-Disk Radius of LMC X-3: A Basis for Measuring Black Hole Spin". The Astrophysical Journal. 718 (2): L117–L121. arXiv:1006.5729. Bibcode:2010ApJ...718L.117S. doi:10.1088/2041-8205/718/2/L117.
  18. ↑ Torpin, Trevor J.; Boyd, Patricia T.; Smale, Alan P.; Valencic, Lynne A. (2017-11-01). "Unusual Black Hole Binary LMC X-3: A Transient High-mass X-Ray Binary That Is Almost Always On?". The Astrophysical Journal. 849 (1): 32. Bibcode:2017ApJ...849...32T. doi:10.3847/1538-4357/aa8f96. ISSN 0004-637X.
  19. ↑ Svoboda, Jiří; Dovčiak, Michal; Steiner, James F.; Muleri, Fabio; Ingram, Adam; Yilmaz, Anastasiya; Cavero, Nicole Rodriguez; Marra, Lorenzo; Poutanen, Juri (2023-09-19). "First X-Ray Polarization Measurement Confirms the Low Black Hole Spin in LMC X-3". The Astrophysical Journal. 960: 3. arXiv:2309.10813. doi:10.3847/1538-4357/ad0842.
  20. ↑ Sørensen, Mads; Fragos, Tassos; Steiner, James F.; Antoniou, Vallia; Meynet, Georges; Dosopoulou, Fani (2017-01-01). "Unraveling the formation history of the black hole X-ray binary LMC X-3 from the zero age main sequence to the present". Astronomy & Astrophysics. 597: A12. arXiv:1605.06808. Bibcode:2017A&A...597A..12S. doi:10.1051/0004-6361/201628979. ISSN 0004-6361.
v • r
Stjärnor i Svärdfisken
Bayer
Variabler
HD
Övriga