Microquasars and ULXS: Fossils of GRB Sources

Abstract

Gamma-ray bursts (GRBs) of long duration probably result from the core-collapse of massive stars in binary systems. After the collapse of the primary star the binary system may remain bound leaving a microquasar or ULX source as remnant. In this context, microquasars and ULXs are fossils of GRB sources and should contain physical and astrophysical clues on their GRB-source progenitors. Here I show that the identification of the birth place of microquasars can provide constrains on the progenitor stars of compact objects, and that the runaway velocity can be used to constrain the energy in the explosion of massive stars that leave neutron stars and black holes. The observations show that the neutron star binaries LS 5039, LSI +61°303 and the low-mass black hole GRO J1655-40 formed in energetic supernova explosions, whereas the black holes of larger masses (M ≥ 10 M_⊙) in Cygnus X-l and GRS 1915+105 formed promptly, in the dark or in underluminous supornovao. The association with clusters of massive stars of the microquasar LSI +61°303 and the magnetars SGR 1806-20 and SGR 1900+14, suggest that very massive stars (M ≥ 50 M_⊙) may -in some cases- leave neutron stars rather than black holes. The models of GRB sources of long duration have the same basic ingredients as microquasars and ULXs: compact objects with accretion disks and relativistic jets in binary systems. Therefore, the analogies between microquasars and AGN may be extended to the sources of GRBs.

Resumen

Las fuentes de destollos gamma de larga duración probablemente resultan del colapso de estrellas masivas en sistemas binarios. Después del colapso de la estrella primaria el sistema binario puede permanecer ligado gravitacionalmente dejando como remanente un mierocuásar о una fuente Ultraluminosa en rayos X (ULX). En este contexto, los microcuásares y las ULXs son fósiles de las fuentes de destellos gamma y contienen claves sobre la física y astrofísica de las fuentes do destellos gamma progenitoras. Aquí muestro que la identificación del lugar do nacimiento do los microcuásares acota las propiedades de las estrellas progenitoras de objetos compactos, y que la, velocidad con que es disparado el microcuásar puede ser usada para acotar la energía do la explosión de las estrellas niasivas que son progenitoras de estrellas de neutrones y agujeros negros. Las obsorvacionos muestran que los sistemas binarios con estrellas de neutrones LS 5039, LSI +61°303 y el agujero negro do baja masa en GRO J1655-40 se formaron en explosiones energéticas, mientras que los agujeros negros do masas mayores (M ≥ 10 M_⊙) on Cygnus X-l y GRS 1915+105 se formaron por colapso directo en oscuridad complota о en supernovas de baja luminosidad. La asociación con cúmulos de estrellas masivas de las estrellas de noutrones en LSI +61°303 y de los magnetares SGR 1806-20 and SGR 1900+14, sugiere que estrellas muy masivas (M ≥ 50 M_⊙) pueden bajo ciertas circunstancias, terminar como estrellas de neutrones y no como agujeros nogros. Lss fuentes de destellos gamma de larga duración contienen los mismos ingredientes básicos que los microcuásares y las ULXs, objetos compactos con discos de acreción y chorros relativistas en sistemas binarios, y las analogias fenomenológicas encontradas entre los microcuásares y Núcleos Activos de Galaxias podrán ser extendidas a las fuentes de destellos gamma.