LMC X-3
LMC X-3
ESASkyによる LMC X-3 の位置(赤で指している部分)。
観測データエポックJ2000      エキノックスJ2000
星座ドラド
赤経05時38分56秒
赤緯−64° 05′ 03″
見かけの等級 （V）16.7
特徴
進化段階主系列（A）ブラックホール（B）
スペクトル型BH + B2.5Ve
天体測量
距離165,000 [ 1 ]  ly (50,589  pc )
軌道
主要な主系列星
仲間ブラックホール
期間（P）1.70481日
長半径（a）1100万キロメートル [ 2 ]​
離心率（e）0.22 ± 0.4 [ 3 ]
傾斜（i）69.8° ± 0.84 [ 4 ] °
半振幅（K 2）（二次）256.7 ± 4.9 km/s
詳細[ 5 ]
あ
質量3.63 ± 0.57 メートル☉
半径4.4  R ☉
B
質量6.98 ± 0.56  M ☉
その他の指定
LMC X-3、RX J0538.9-6405、2MAXI J0539-640、2XMM J053856.5-640503、ガイアDR3 4757068874690668160 [ 6 ]
データベース参照
シンバッドデータ

LMC X-3は、天の川銀河の伴銀河である大マゼラン雲（LMC）に位置する高質量X線連星系（HMXB）で、地球から約16万5000光年（50.5キロパーセク）離れています。[ 7 ]この系は、 B型主系列伴星から物質を降着する恒星質量ブラックホールで構成されており、高温降着円盤を介して強力なX線放射を生み出しています。LMC X-3は、その明るさと変動性から、最も研究されている銀河系外ブラックホール連星の一つです。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

発見

ブラックホール

LMC X-3は、1971年にレオンらが率いるウフル衛星によって初めて発見され[ 11 ] 、大マゼラン雲内の明るいX線源として発見されました。1983年、アン・カウリーらは伴星B星とともに、この恒星の運動観測からブラックホールであると特定しました[ 12 ]。

星

LMC X-3ブラックホールの伴星は、1975年にリック・ウォーレンとジェフリー・ペンフォールドによって、X線誤差円内のOB星として光学的に観測された際に発見されました。[ 13 ] 1983年には、カウリーらによってLMC X-3のスペクトル観測と分光観測によってこれが確認されました。[ 14 ]

特徴

LMC X-3は、ブラックホールとB2.5Veに分類されるB型伴星で構成されています。伴星の表面温度は太陽よりもかなり高く、ロッシュローブオーバーフローを介してブラックホールに質量を伝達し、太陽の全光度の1万倍に達するX線を放射する降着円盤を形成します。[ 15 ]

軌道パラメータ

この系の公転周期は約1.70481日で、太陽との距離は約700万マイル（1100万キロメートル）です。軌道は68°（+2°/-3°）傾斜しており、食は発生しません。伴星の視線速度半振幅は256.7 ± 4.9 km/sで、質量関数は約2.3太陽質量となります。光学的な光度曲線は、伴星の楕円体歪みにより、双峰型のプロファイルを示します。[ 16 ] [ 17 ]

変動性

LMC X-3は、その持続的かつ非常に変動の激しい性質で注目に値し、しばしば熱円盤放射が支配的な軟スペクトル状態を維持するため、降着円盤モデルの検証に最適です。100～300日のタイムスケールで長期的な強度変動を示し、80日以上続く異常低状態（ALS）に入ります。この状態の間、X線と紫外線の輝度は大幅に低下し、変動も減少します。複数回観測されているこれらのALS現象は、伴星からの質量降着率の変化によって引き起こされると考えられ、状態遷移中のX線ラグは約8日間です。内部円盤半径は観測を通して驚くほど一定であり、連続波フィッティングによる信頼性の高い自転測定を裏付けています。[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

スピンと分極

ブラックホールのスピンパラメータは低く、X線連続波フィッティングを用いた推定では約0.2である。2023年、IXPEは2～8keV帯において、偏光度3.2% ± 0.6%、偏光角-42° ± 6°のX線偏光を検出し、90%の信頼度でスピン上限α < 0.7とした。偏光はエネルギーとともにわずかに増加し、これは他のソフトステートブラックホール連星と一致する。NICERとNuSTARによる同時観測により、ソフトステートの性質とスピン推定値が確認された。[ 22 ]

形成と進化

進化モデルによれば、LMC X-3は年齢ゼロの主系列連星から形成され、主星の超新星爆発を経て進化し、現在は安定した質量移動を伴う段階にあると示唆されている。ブラックホールX線連星の過渡的／持続的境界に近いことから、LMCのような低金属量環境における降着物理とブラックホール形成を理解する上で重要な系となっている。[ 23 ]

参照

参考文献

  1. ^ 「LMC X-3 ファクトシート - StarDate のブラックホール百科事典」。
  2. ^ https://blackholes.stardate.org/objects/factsheet-LMC-X-3.html
  3. ^ https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2017/01/aa28979-16/aa28979-16.html
  4. ^ https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/794/2/154/pdf#:~:text=well%20as%20new%20B%20and,an%20inclination%20of%20i%20=%2069.&text=84%C2%B10.&text=models%20that%20do%20not%20include,an%20傾向=%2069。&text=24%20%C2%B1%200。&text=X%2Dray-、加熱を組み込みます。、それらの影響のいくつかについて説明します。&text=また、より低い会社も提供されました、(Smale%20&%20Boyd%202012)。
  5. ^ Orosz, Jerome A.; Steiner, James F.; McClintock, Jeffrey E.; Buxton, Michelle M.; Bailyn, Charles D.; Steeghs, Danny; Guberman, Alec; Torres, Manuel AP (2014-10-06). 「LMC X-3のブラックホールの質量」 . The Astrophysical Journal . 794 (2): 154. arXiv : 1402.0085 . Bibcode : 2014ApJ...794..154O . doi : 10.1088/0004-637X/794/2/154 . ISSN 1538-4357 . 
  6. ^ "LMC X-3" . SIMBAD . 2025年9月21日閲覧。
  7. ^ Orosz, Jerome A.; Steiner, James F.; McClintock, Jeffrey E.; Buxton, Michelle M.; Bailyn, Charles D.; Steeghs, Danny; Guberman, Alec; Torres, Manuel AP (2014-10-06). 「LMC X-3のブラックホールの質量」 . The Astrophysical Journal . 794 (2): 154. arXiv : 1402.0085 . Bibcode : 2014ApJ...794..154O . doi : 10.1088/0004-637X/794/2/154 . ISSN 1538-4357 . 
  8. ^ "LMC X-3" . SIMBAD . 2025年9月21日閲覧。
  9. ^ Torpin, Trevor J.; Boyd, Patricia T.; Smale, Alan P.; Valencic, Lynne A. (2017-10-27). 「特異なブラックホール連星LMC X-3：ほぼ常時活動する過渡的な高質量X線連星？」 .アストロフィジカル・ジャーナル. 849 (1): 32.書誌番号: 2017ApJ...849...32T . doi : 10.3847/1538-4357/aa8f96 . ISSN 0004-637X . 
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  12. ^ Orosz, Jerome A.; Steiner, James F.; McClintock, Jeffrey E.; Buxton, Michelle M.; Bailyn, Charles D.; Steeghs, Danny; Guberman, Alec; Torres, Manuel AP (2014). 「LMC X-3のブラックホールの質量」 . The Astrophysical Journal . 794 (2): 154. arXiv : 1402.0085 . Bibcode : 2014ApJ...794..154O . doi : 10.1088/0004-637X/794/2/154 .
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  22. ^ Svoboda, Jiří; Dovčiak, Michal; Steiner, James F.; Muleri, Fabio; Ingram, Adam; Yilmaz, Anastasiya; Cavero, Nicole Rodriguez; Marra, Lorenzo; Poutanen, Juri (2023-09-19) 「初のX線偏光測定によりLMC X-3のブラックホール低スピンが確認」The Astrophysical Journal、960 : 3、arXiv : 2309.10813、doi : 10.3847/1538-4357/ ad0842、2025-09-22取得
  23. ^ Sørensen, Mads; Fragos, Tassos; Steiner, James F.; Antoniou, Vallia; Meynet, Georges; Dosopoulou, Fani (2017-01-01). 「ブラックホールX線連星LMC X-3の形成史を、主系列が0歳から現在まで解明する」 . Astronomy & Astrophysics . 597 : A12. arXiv : 1605.06808 . Bibcode : 2017A&A...597A..12S . doi : 10.1051/0004-6361/201628979 . ISSN 0004-6361 . 
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