[論文レビュー] BeppoSAX Observations of the Atoll X-Ray Binary 4U0614+091

S. Piraino, A. Santangelo+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 6, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、BeppoSAXを用いて、中性子星X線連星4U0614+091の最初の同時広帯域X線スペクトル（0.3–150 keV）を提示する。硬いX線テイルは、電子温度が220 keVを超える熱的コンプトン散乱で最もよくモデル化され、あるいは非熱的パワー則で記述される。また、光学的厚さのある円盤からのコンプトン反射に一致するスペクトル特徴が検出され、パワー則のエネルギー指数と反射率の間の相関関係が、ブラックホール連星やセフィッド銀河で観測されたものと類似していることが示された。

ABSTRACT

We report the first simultaneous measurement of the broad band X-ray (0.3-150 keV) spectrum of the neutron star x-ray binary 4U0614+091. Our data confirm the presence of a hard x-ray tail that can be modeled as thermal Comptonization of low-energy photons on electrons having a very high temperature, greater than 220 keV, or as a non-thermal powerlaw. We detected a spectral feature that can be interpreted as reprocessing, via Compton reflection, of the direct emission by an optically-thick disk and found a correlation between the photon index of the power-law tail and the fraction of radiation reflected which is similar to the correlation found for black hole candidate x-ray binaries and Seyfert galaxies.

研究の動機と目的

• 0.3–150 keVのエネルギー範囲で、アトール型X線連星4U0614+091の最初の同時広帯域X線スペクトルを取得すること。
• 4U0614+091で観測された硬いX線テイルの物理的起源を特定し、熱的コンプトン散乱と非熱的パワー則発光の違いを区別すること。
• 源のスペクトルに存在するコンプトン反射特徴の有無とその性質を調査すること。
• ブラックホールX線連星やセフィッド銀河で観測された、パワー則のエネルギー指数と反射放射分率の間の相関関係が、中性子星系でも成立するかどうかを検証すること。

提案手法

• 0.3–150 keVのエネルギー範囲をカバーするBeppoSAX衛星からの同時X線データの取得。
• 多色円盤ブラックボディ、パワー則成分、コンプトン反射ハムプを組み合わせたモデルを用いて、観測された連続スペクトルを記述するスペクトルフィッティング。
• 高温電子集団（>220 keV）を伴う熱的コンプトン散乱を用いて、硬いX線テイルをモデル化。
• スペクトル的一致性を評価するために、代替的に非熱的パワー則成分を用いたテイルのモデル化。
• パワー則成分のエネルギー指数と反射放射分率の間の相関関係を定量的分析。
• ブラックホール候補X線連星やセフィッド銀河とのスペクトル行動の比較を通じて、スペクトル的相関の普遍性を評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 4U0614+091のX線スペクトルに観測された硬いX線テイルの物理的起源は何か？
• RQ2 4U0614+091で観測されたスペクトル特徴は、光学的厚さのある降着円盤からのコンプトン反射によって説明可能か？
• RQ3 この中性子星系において、パワー則成分のエネルギー指数と反射放射分率の間に相関関係があるか？
• RQ4 4U0614+091のスペクトル行動は、ブラックホールX線連星やセフィッド銀河と比較して、反射および硬いテイルの性質においてどのように異なるか？

主な発見

• 4U0614+091の広帯域X線スペクトルは、電子温度が220 keVを超える熱的コンプトン散乱で最もよく記述される硬いX線テイルを明らかにした。
• 非熱的パワー則成分を用いた代替フィットも、硬いテイルをよく説明しており、熱的起源と非熱的起源の間でスペクトル的曖昧性が生じていることを示している。
• 光学的厚さのある降着円盤による直接放射の再処理を示唆するコンプトン反射に一致するスペクトル特徴が検出された。
• パワー則テイルのエネルギー指数と反射放射分率の間に相関関係が確認され、ブラックホールX線連星やセフィッド銀河で以前に観測された傾向と類似している。
• 4U0614+091のスペクトル的特徴は、反射に基づくスペクトル的相関が、中性子星系を含むさまざまなX線源において普遍的である可能性を示唆している。