Post on 19-Mar-2016
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アンドロメダ銀河( X 線)~ 500 天体
半分以上が LMXB
通常銀河における支配的な X 線種族
弱磁場中性子星
低質量な恒星
( < 109 G )
(~ 1 M )
低質量 X 線連星系( LMXB )定常放射:数時間~年で変動
弱磁場中性子星(低質量 X 線連星系)におけるエディントン限界付近での状態遷移)
高橋 弘充(ひろたか)
SPECTRAL STATES OF XTE J1701−462: LINK BETWEEN Z AND ATOLL SOURCESLin et al. 2009, ApJ, 696, 1257
1 20104Energy [keV]
弱磁場中性子星( NS )、恒星質量ブラックホール、活動銀河核
NS :~ 10% 静止質量(質量M~ 1.4M 、半径~ 10km ) X 線
コンパクト天体への質量降着流
莫大な重力エネルギーが解放
→ 運動エネルギー、放射エネルギー
・ LMXB の物理的な描像
光学的に厚く幾何学的に薄い
多温度黒体放射多温度黒体放射(( MCDMCD モデル)モデル)
(満田 et al. 1984 、牧島 et al. 1989 )東モデル
NS 降着円盤
定常放射:降着円盤降着円盤+ NS 表面
どのようにエネルギーが変換されているのか?
観測量:温度、半径 → 光度 ∝ r2 ・ T4最内縁半径:最内縁半径: rrinin 最内縁温度:最内縁温度: TTinin
黒体放射( BB )
TBB
rBB
基本法則:ステファン - ボルツマン法則
LMXB の状態遷移
( Haisinger et al. 1989 )color-color 図( CCD )
Z 天体:形が Z Atoll 天体:形が環礁
カラー:カウントレートの比Hard color = (高帯域) / (中帯域)Soft color = (中帯域) / (低帯域)
Flaring
Upper bananaHorizontal
NormalIsland
Lower banana
暗いエディントン限界以下質量降着率:
明るいエディントン限界付近
光度
・状態遷移
それぞれの状態での物理的な描像は?ブラックホール連星系なら、 low/hard, high/soft, Slim disk 状態。。。
CCD, HID
Z 天体
Atoll 天体
Cyg-like(“Z” 型 )
Sco-like(“ν” 型 )
XTE J1701-462
・ 2006~2007 にかけてアウトバースト・観測史上はじめて、 Z 天体 => atoll 天体 => 静穏へと遷移した・ RXTE で 866 観測(総時間 ~3 Ms )・ Type I バースト( NS 表面での核融合反応)も V 期に2回観測された・ 8.8 kpc ?, inclination ~ 70 deg?
I: Cyg-like ZII~IV : Sco-like ZV: atoll
Branch青: Horizontal (HB)緑: Normal (NB)赤: Flaring (FB)金: HB/NB 接点黒: NB/FB 接点
スペクトル
MCD + BB + Power-law モデル
・降着円盤・ NS 表面・周囲の高温ガスで コンプトン散乱された放射
CCD, HID
← 個別の時期ごと全時期を重ねて
・ Cyg-like => Sco-like => Atoll と遷移・ Z 状態では、その都度 HB, NB, FB がある・状態遷移の説明には、質量降着率+ α が必要
Sco-like 変動のタイムスケール
NB/FB 接点 => FB NB/FB => HB/NB
・各 branch をトレースする時間スケール FB~10 分、 NB~ 数時間、 HB~1 日・ FB は先へ行くほど、短い時間スケール・ NB は中間が短い時間スケール(両端は安定)・ HB は不明
FB NB
パラメータの変動MCD + BB + Power-law モデル
・降着円盤( LMCD, kTMCD, RMCD )・ NS 表面 (LBB, kTBB, RBB)・周囲の高温ガスでコンプトン散乱された放射
Power-law の寄与 < 30%
パラメータの変動Atoll ( high/soft )状態
・ L ∝ T^4・ R : ほぼ一定=> ステファンボルツマンの法則 +円盤の最内縁半径は標準降着円盤の最終安定軌道?=> ブラックホール連星系の high/soft 状態と描像が一致
パラメータの変動Z 状態( NB/FB, HB/NB 接点)
・ NB/FB, HB/NB どちらの接点も 同じような振る舞い。・ RMCD 増 (最内縁が膨れる 放射圧が効いている?)・ Atoll 状態は、 NB/FB 接点とつながる
・そもそも Cyg-like FB については再現できていない。。。
パラメータの変動Z 状態( FB )
・ L ∝ T^4/3 上に乗る (質量降着率が一定で、 TMCD 増、 RMCD減=> 円盤の最内縁が Atoll 状態と同程度まで縮小
・なぜ BB 放射が変化する のかは不明
パラメータの変動Z 状態( NB )
・ NB/FB => HB/NB へ向け、 MCD は変化しないのに LBB 増( TBB 一定、 RBB 増)
・ NB の両端が安定なので、 両者をつなぐ状態 と考えられる。
パラメータの変動Z 状態( HB )
・ LBB の変化は小さい・ LMCD は、 HB/NB 接点 から離れるほど減少・ LMCD+Lhard tail
は変動が少ない。 => hard tail も円盤起源?
著者達の考え (1)
・ XTE J1701-462 によって、観測史上はじめて、 Cyg-like => Sco-like => atoll 状態の遷移が観測された。
これは質量降着率の変化に依存した変動だろう。 よって、 Z 状態の中に HB, NB, FB があるのは、 単純な質量降着率では説明できない現象ではないか?
質量降着率@ atoll = 1 とすると、 @ Sco-like ~ 30 @ Cyg-like ~40-60
・ Z 状態は、 HB/NB と NB/FB のそれぞれの接点を通る 2本の直線が基準では?・ HB/NB の方が BB ( NS 表面)の flux が高いので、 HB/NB の接点が slim disk 状態(移流が優勢) NB/FB の接点が標準降着円盤の状態 にあるのでは?(ただし p-free モデルの必要性はない)
著者達の考え (2)