We report the orbital X-ray variability of the high-mass X-ray binary (HMXB) GX 301−2. GX 301−2 underwent a spin-up process in 2018–2020 with the period evolving from ∼685–670 s. The energy-resolved pulse profiles of the pulsar at 1–60 keV varied from single-peaked and sinusoidal shapes to multipeaked ones across different orbital phases. Pulse fractions evolving over the orbit had negative correlations with the X-ray flux. The broad-band X-ray energy spectrum of the pulsar can be described with a partially covered negative–positive cut-off power-law continuum model. Near the periastron passage of the pulsar we found strong variation in the additional column density ($N_{\mathrm{H}_{2}}$), which correlated with variation of the flux. Curves of growth for both Fe Kα and Fe Kβ lines were plotted to investigate the distribution of matter around the neutron star. We also found evidence for two cyclotron absorption lines in the phase-averaged spectra in GX 301−2, with one line of 30–42 keV and the other line varying over 48–56 keV. The centroid energies of both lines show a similar relationship with X-ray luminosity: positive correlation in the lower luminosity range, and a negative relation above a critical luminosity of $10^{37}\, \rm erg\, s^{-1}$. We estimate the surface magnetic field of the neutron star in GX 301−2 to be ∼(0.5–2) × 1013 G. The two cyclotron line energies have a nearly fixed ratio of ∼1.63 while having a low strength ratio (∼0.05), suggesting that these two features may actually be one line.

中文翻译：

---

Insight-HXMT 观测到的高质量 X 射线脉冲星 GX 301-2 在轨道相位上的时序和光谱变化

我们报告了高质量 X 射线二元 (HMXB) GX 301-2 的轨道 X 射线变异性。GX 301-2 在 2018-2020 年经历了一个自旋过程，周期从 ∼685-670 秒演变。脉冲星在 1-60 keV 的能量分辨脉冲轮廓从单峰和正弦形状变化到跨不同轨道相位的多峰形状。在轨道上演化的脉冲分数与 X 射线通量呈负相关。脉冲星的宽带 X 射线能谱可以用部分覆盖的负正截止幂律连续体模型来描述。在脉冲星的近星光通道附近，我们发现额外的柱密度（$N_{\mathrm{H}_{2}}$）有很大的变化，这与通量的变化有关。绘制了 Fe Kα 和 Fe Kβ 线的生长曲线，以研究中子星周围的物质分布。我们还在 GX 301-2 的相位平均光谱中发现了两条回旋加速器吸收线的证据，一条线为 30-42 keV，另一条线变化超过 48-56 keV。两条线的质心能量与 X 射线光度具有相似的关系：在较低光度范围内呈正相关，在临界光度 $10^{37}\、\rm erg\、s^{-1 }$。我们估计 GX 301-2 中子星的表面磁场为 ∼(0.5-2) × 1013 G。两个回旋加速器线能量的比值几乎固定为 ∼1.63，但强度比较低 (∼0.05) ，暗示这两个特征实际上可能是一条线。我们还在 GX 301-2 的相位平均光谱中发现了两条回旋加速器吸收线的证据，一条线为 30-42 keV，另一条线变化超过 48-56 keV。两条线的质心能量与 X 射线光度具有相似的关系：在较低光度范围内呈正相关，在临界光度 $10^{37}\、\rm erg\、s^{-1 }$。我们估计 GX 301-2 中子星的表面磁场为 ∼(0.5-2) × 1013 G。两个回旋加速器线能量的比值几乎固定为 ∼1.63，但强度比较低 (∼0.05) ，暗示这两个特征实际上可能是一条线。我们还在 GX 301-2 的相位平均光谱中发现了两条回旋加速器吸收线的证据，一条线为 30-42 keV，另一条线变化超过 48-56 keV。两条线的质心能量与 X 射线光度具有相似的关系：在较低光度范围内呈正相关，在临界光度 $10^{37}\、\rm erg\、s^{-1 }$。我们估计 GX 301-2 中子星的表面磁场为 ∼(0.5-2) × 1013 G。两个回旋加速器线能量的比值几乎固定为 ∼1.63，但强度比较低 (∼0.05) ，暗示这两个特征实际上可能是一条线。两条线的质心能量与 X 射线光度具有相似的关系：在较低光度范围内呈正相关，在临界光度 $10^{37}\、\rm erg\、s^{-1 }$。我们估计 GX 301-2 中子星的表面磁场为 ∼(0.5-2) × 1013 G。两个回旋加速器线能量的比值几乎固定为 ∼1.63，但强度比较低 (∼0.05) ，暗示这两个特征实际上可能是一条线。两条线的质心能量与 X 射线光度具有相似的关系：在较低光度范围内呈正相关，在临界光度 $10^{37}\、\rm erg\、s^{-1 }$。我们估计 GX 301-2 中子星的表面磁场为 ∼(0.5-2) × 1013 G。两个回旋加速器线能量的比值几乎固定为 ∼1.63，但强度比较低 (∼0.05) ，暗示这两个特征实际上可能是一条线。