Pruebas de modelos EMRI para erupciones cuasi-periódicas con 3.5 años de monitoreo eRO-QPE1

Resumen Las erupciones cuasi-periódicas (QPEs) son explosiones de rayos X luminosas que se repiten en escalas de tiempo de horas, observadas desde los núcleos de un puñado creciente de galaxias cercanas de baja masa. Su origen físico sigue siendo debatido y generalmente se modela como (a) inestabilidades de discos de acreción o (b) interacción de un agujero negro supermasivo (SMBH) con un compañero de menor masa en una espiral de relación de masa extrema (EMRI). Se pueden probar los modelos EMRI con varias predicciones relacionadas con el comportamiento a corto y largo plazo de las QPEs. En este estudio, informamos sobre la campaña de monitoreo de 3.5 años con NICER y XMM-Newton de eRO-QPE1, que se sabe que presenta QPEs erráticos que han sido desafiantes para explicar con los modelos EMRI más simples. Informamos (1) una evolución compleja y no monótona en las tendencias a largo plazo de la energía de salida de las QPE y el área emisora inferida; (2) la desaparición de las QPEs (dentro de la detectabilidad de NICER) en octubre de 2023, y luego la reaparición en enero de 2024 a una luminosidad de ∼100 veces más débil (y temperatura de ∼3 veces más fría) que el descubrimiento inicial; (3) no detecciones de radio con observaciones de MeerKAT y Very Large Array parcialmente contemporáneas con nuestra campaña de NICER (aunque no durante las explosiones); y (4) la presencia de una posible modulación de aproximadamente ∼6 días de los residuos de tiempo de las QPE, que se alinea con la escala de tiempo de precesión nodal esperada del disco de acreción subyacente. Nuestros resultados respaldan tentativamente los modelos de colisión entre el EMRI y el disco que alimentan las QPEs, y demostramos que la modulación del tiempo de las QPE puede usarse para restringir conjuntamente el giro del SMBH y el perfil de densidad del disco.