[論文レビュー] Black hole states and radio jet formation

R. P. Fender|arXiv (Cornell University)|Nov 10, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 5被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、ブラックホールX線連星におけるX線状態と電波放射の間の経験的関係を確立している。低/硬い状態では持続的な電波ジェットが生成されるが、高/ソフト状態ではジェット放射が抑制される。非常に高い状態および状態遷移中には、離散的な電波フレアが観測され、これは内側の降着円盤における急激な変化を示唆している。硬いX線と電波放射の強い相関関係は、コンプトン化コロナがジェットの基盤であることを示している。

ABSTRACT

An empirical relation between `canonical' X-ray states in black hole X-ray binaries and radio emission is presented. In the Low/Hard state a quasi-continuous radio-emitting jet is produced. In the the High/Soft state the jet is not observed. In the Very High state and at major state transitions, which may correspond physically to rapid and/or significant changes in the inner accretion disc radius, discrete ejection events, which manifest themselves as radio flares, are observed. These relations appear to hold for both transient and persistent systems. Furthermore it is argued that the extremely strong coupling between hard X-rays and radio emission from black hole X-ray binaries implies that the Comptonising corona is simply the base of the jet.

研究の動機と目的

• ブラックホールX線連星におけるX線スペクトル状態と電波ジェット放射の関係を理解すること。
• なぜジェットが一部のX線状態では存在するが他の状態では存在しないのか、特に状態遷移中にその理由を調査すること。
• 硬いX線放射と電波放射が共通の起源によって物理的に関連しているかどうかを特定すること。
• 同じジェット行動が遷移的および恒常的ブラックホール系の両方で観測されるかどうかを検討すること。
• 硬X線-電波相関が強く観測されることに基づいて、コンプトン化コロナが電波ジェットの基盤であるという仮説を検証すること。

提案手法

• さまざまなX線スペクトル状態にあるブラックホールX線連星の多波長観測を分析すること。
• 標準的なX線状態（低/硬い、高/ソフト、非常に高い）と関連した電波放射の特徴（持続的ジェット対フレア）を特定すること。
• 硬X線放射の光度と電波放射の光度の間の経験的相関を用いて物理的関係を推論すること。
• 状態遷移とその電波的特徴を検討し、内側降着フローにおける動的プロセスを推測すること。
• コンプトン化コロナ（硬X線の源）が電波ジェットの基盤であると提唱すること。
• 遷移的および恒常的システムの両方で結果を比較し、観測された相関の普遍性を検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブラックホールX線連星において、X線スペクトル状態と電波ジェット活動の間に一貫した関係が存在するか？
• RQ2 なぜ低/硬い状態では電波ジェットが観測されるが、高/ソフト状態では観測されないのか？
• RQ3 非常に高い状態および状態遷移中に観測される離散的電波フレアの原因は何か？
• RQ4 硬X線と電波放射の強い相関関係は、共通の物理的起源を示唆するのか？
• RQ5 観測的証拠に基づいて、コンプトン化コロナを電波ジェットの基盤として特定できるか？

主な発見

• 低/硬い状態では、準連続的な電波放射を示すジェットが一貫して観測される。
• 高/ソフト状態では、電波ジェット放射は検出されず、ジェットの抑制が示唆される。
• 非常に高い状態および主要な状態遷移中には、離散的な電波フレアが観測され、一時的な放出イベントを示唆している。
• 硬X線と電波放射の間の相関関係は極めて強く、両者の間に物理的関係があることを示している。
• 硬X線と電波放射の密接な連関に基づき、コンプトン化コロナが電波ジェットの基盤であると提唱されている。
• 観測された関係は、遷移的および恒常的ブラックホールX線連星系の両方で成り立っており、普遍的なメカニズムであると示唆されている。