[論文レビュー] BeppoSAX broad-band observations of Gamma Cassiopeiae

Alan Owens, T. Oosterbroek+4 more|arXiv (Cornell University)|May 19, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、1998年7月のBeppoSAX広帯域X線観測を通じて、ベ星ガンマ・カシオペアのX線スペクトルを解析した。12.5 keVの非稠密熱プラズマモデルが得られ、0.3 keVおよび1 keVに残留特徴が観測された。データは、白色矮星への降着を示唆するものであり、2–10 keVバンドでの放射率は6×10³² erg/sであり、安定したBe状態を示す一貫性のある視覚的等級と一致する。

ABSTRACT

We report broad-band X-ray measurements of the Be star Gamma Cassiopeiae by the BeppoSAX X-ray astronomy satellite. The observations took place on 1998 July, 18-23. The 0.1-200 keV X-ray spectrum is reasonably well fit by an optically thin thermal plasma model of temperature 12.5 +/- 0.6 keV with significant residuals around 0.3 keV and 1 keV. The former is interpreted as the variable soft component reported by ROSAT, although there is no evidence for variability at the 5 % level. For a blackbody interpretation, the fitted temperature is 100 +320 -13 eV, in agreement with the ROSAT value of 200 +/- 10 eV. However, a MEKAL interpretation gives a significantly lower temperature of (48 +/- 11 eV). The fitted abundances are about half solar values, in agreement with previous measurements. At higher energies, the spectrum does not require non-thermal components and the observation of a line at 6.8 keV supports the ASCA interpretation of the source as an accreting white dwarf. Assuming a source distance of 188 pc, the bolometric luminosity in the 2-10 keV band is 6 10^32 erg/s. Simultaneous optical measurements by the Wendelstein Observatory near Munich, indicate that the source continues to be in a late but rather normal Be phase, with no obvious signs of a transition to the Be-shell phase. The measured magnitudes at B, V and R wavelengths of 2.18 +/- 0.06, 2.23 +/- 0.02 and 2.36 + /- 0.03, respectively, confirm this.

研究の動機と目的

• BeppoSAXデータを用いて、ガンマ・カシオペアの広帯域X線スペクトルを特徴づけること。
• 0.3 keVおよび1 keVにおけるソフトX線過剰と吸収特徴の性質を調査すること。
• X線放射が熱プラズマ由来か、非熱的プロセス由来かを特定すること。
• 2–10 keVバンドにおける距離と全波長放射率を評価すること。
• X線行動と光学状態の相関を調べ、特にBeシェル状態への移行が進行しているかどうかを評価すること。

提案手法

• 1998年7月18日から23日にかけて、BeppoSAX衛星を用いて0.1–200 keVの広帯域X線データを取得した。
• 温度および元素含有量パラメータを導出するために、非稠密熱プラズマモデル（MEKALコード）を用いてスペクトルをフィットした。
• ソフトX線成分の解釈を評価するため、ブラックボディモデルとMEKALモデルのフィットを比較した。
• 0.3 keVおよび1 keV周辺のスペクトル残留を分析し、発光または吸収特徴の可能性を特定した。
• 距離を188 pcとして、2–10 keVバンドにおける全波長放射率を計算した。
• ウィンデルシュタイン観測所からの同時光学光度測定と照合し、Be星の光学状態を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 0.1–200 keVエネルギー範囲において、ガンマ・カシオペアの支配的X線放射機構は何か？
• RQ2 0.3 keVおよび1 keVにおけるスペクトル残留は、変動するソフトX線成分か、固有の吸収特徴を示唆するか？
• RQ3 X線スペクトルは、熱プラズマモデルか、非熱的成分のどちらによりよりよく記述されるか？
• RQ4 観測された6.8 keVの発光線は、降着白色矮星としての解釈を支持するか？
• RQ5 同時に取得された光学およびX線データに基づき、ガンマ・カシオペアはBeシェル状態への移行を経験しているか？

主な発見

• 0.1–200 keVのX線スペクトルは、温度が12.5 ± 0.6 keVの非稠密熱プラズマモデルで最もよくフィットする。
• 0.3 keVおよび1 keVにおける残留は、変動するソフトX線成分に一致するが、5%水準では有意な変動は検出されなかった。
• ブラックボディフィットでは温度が100 +320/-13 eV、MEKALモデルでは48 ± 11 eVの冷却温度が得られた。
• 元素含有量は太陽値のおおよそ半分であり、以前の測定と整合的である。
• 6.8 keVの発光線は、ASCATによる降着白色矮星を示唆する解釈を支持する。
• 距離を188 pcとして仮定した場合、2–10 keVバンドにおける全波長放射率は6 × 10³² erg/sである。
• 同時光学光度測定では、B = 2.18 ± 0.06、V = 2.23 ± 0.02、R = 2.36 ± 0.03の等級が得られ、源が遅れてはいるが通常のBe状態に留まっていることが確認された。