Bestätigung des engsten supermassereichen Schwarz-Loch-Binärsystems mit XMM-Newton

Abstract

Im Rahmen dieses Antrages sollte ein Doktorand 36 Monate finanziert werden, um Schwarz-Loch-Binärsysteme in eROSITA Daten zu selektieren und mit XMMNewton nachzubeobachten. Ein PI-XMM-Newton Programm sollte dann weitere Hinweise auf die Existenz eines der bisher engsten supermassereichen Schwarz-Loch-Binärsystems bestätigen. In solchen Binärsystemen wird erwartet, zwei getrennte Eisenlinien (von den zwei getrennten Akkretionsscheiben der Schwarzen Löcher) zu beobachten. Durch das 2019 erfolgreich gestartete Röntgenteleskop eROSITA können wir Zeitdomänenröntgenastronomie auf dem gesamten Himmel betreiben. Aus ungefähr 200.000 aktiven supermassereichen Schwarzen Löchern wurden diejenigen extrem seltenen Objekte selektiert, die über die eROSITA Himmelsdurchmusterungen (alle 6 Monate) ein periodisches Signal zeigen. Die besten Kandidaten wurden mit einem noch engeren Swift- und NICER-Monitoring Programm überwacht, das die Röntgenlichtkurve weiter ergänzt und die genaue Periode bestimmt. Der Doktorand selektierte durch XMM-Newton-Simulationen das vielversprechendste Objekt für die XMM-Newton-Beobachtung und das Projekt wurde mit einer großen Publikation der Selektion der Kandidaten und der Auswertung der XMM-Newton Daten abgeschlossen.

The project aimed to fund a doctoral researcher for 36 months to select black hole binary systems in eROSITA data and to follow them up with XMM-Newton observations. A dedicated XMM-Newton program led by the principal investigator was intended to provide further evidence for the existence of one of the closest supermassive black hole binary systems. In such binary systems, the expectation is to observe two distinct iron lines originating from the two separate accretion disks around the black holes. Thanks to the successful launch of the eROSITA X-ray telescope in 2019, it became possible to conduct time-domain X-ray astronomy across the entire sky. From a sample of roughly 200,000 active supermassive black holes, those extremely rare objects were selected that showed a periodic signal over the eROSITA all-sky surveys, which are carried out every six months. The best candidates were monitored with a more intensive Swift and NICER observing program, which further refined the X-ray light curve and allowed an accurate determination of the period. The doctoral researcher used XMM-Newton simulations to identify the most promising target for XMM-Newton observations, and the project was concluded with a major publication presenting the selection of candidates and the analysis of the XMM-Newton data.