[論文レビュー] Exploring the Central Compact Object in the RX J0852.0-4622 Supernova Remnant with XMM-Newton

W. Becker, C. Y. Hui+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 5, 2006

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

ひとこと要約

本研究では、若年性超新星残骸RX J0852.0-4622内の中心コン pact 物体CXOU J085201.4-461753をXMM-Newton観測により分析した。X線スペクトルは、4 MKおよび6.6 MKの温度を示す二重黒体モデルで最もよく適合され、これは全 neutron star 表面の冷却ではなく、高温の極領域からの放射を示している。脈動放射は検出されず、脈動度の3σ上限は3%であった。

ABSTRACT

The properties of the presumably young galactic supernova remnant (SNR) RX J0852.0-4622, discovered by ROSAT, are still uncertain. The data concerning the distance to the SNR, its age, and the presence of a compact remnant remain controversial. We report the results of several XMM-Newton observations of CXOU J085201.4-461753, the central compact source in RX J0852.0-4622. The currently prefered interpretation of CXOU J085201.4-461753 being a neutron star is in line with our analysis. The Chandra candidate pulsation periods are not confirmed; actually no period was found down to a 3-sigma upper limit for any pulsed fraction. The spectrum of CXOU J085201.4-461753 is best described by either a two blackbody spectrum or a single blackbody spectrum with a high energy power law tail. The two blackbody temperatures of 4 MK and 6.6 MK along with the small size of the emitting regions with radii of 0.36 and 0.06 km invalidate the interpretation that the thermal radiation is cooling emission from the entire neutron star surface. The double blackbody model suggests emission from the neutron star's hot polar regions. No X-ray lines, including the emission feature previously claimed to be present in Chandra data, were found.

研究の動機と目的

• 若年性超新星残骸RX J0852.0-4622内の中心コン pact 物体CXOU J085201.4-461753の性質を特定すること。
• この源の距離、年齢、およびコン pact 残骸としての状態に関する論争を解決すること。
• X線放射が中性子星表面の冷却、磁気圏加熱、または降着プロセスに起因するかどうかを検証すること。
• 回転する中性子星としての同定を確認するため、周期的脈動放射の探索を行うこと。

提案手法

• 高分解能X線スペクトルおよび光度曲線を取得するため、CXOU J085201.4-461753に対する複数回のXMM-Newton観測を実施した。
• 単一および二重黒体モデル、および黒体＋パワーローの組み合わせを用いてX線スペクトルをフィットした。
• 複数の高調波を用いたZ²ₘ検定を適用し、3σの有意水準に達するまで周期的脈動放射を探索した。
• 全計数（12,871）、有意水準（nσ = 3）、およびデューティーサイクル0.5を含む式を用いて、脈動度の上限を計算した。
• 特に質量対半径比が高く、非直交的な回転軸幾何構造を示す場合に、一般相対性理論的効果が脈動の抑制に与える影響を評価した。
• 磁気圏粒子の衝撃、降着物質からの降着、および残留円盤を含む、代替モデルを検討し、高温極領域を説明した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 CXOU J085201.4-461753のX線放射は、全中性子星表面の熱的冷却と整合性があるか？
• RQ2 以前のChandra観測で示唆された周期の範囲で、この源に検出可能な脈動放射が存在するか？
• RQ3 4 MKおよび6.6 MKの温度を示す観測された二重黒体スペクトルを生じる物理的メカニズムは何か？
• RQ4 脈動の検出不能は、一般相対性理論的効果または不利な観測幾何構造によって説明できるか？
• RQ5 中性子星極帽からの放射は、磁気圏粒子の衝撃、降着、または他のメカニズムに起因するか？

主な発見

• CXOU J085201.4-461753のX線スペクトルは、4 MKおよび6.6 MKの温度を示す二重黒体モデルで最もよく適合される。
• 放射領域は極めて小さく、半径は0.36 kmおよび0.06 kmであり、全表面冷却が熱放射の起源である可能性は排除される。
• 顕著な脈動放射は検出されず、脈動度の3σ上限は3%であった。これは以前のChandraによる候補周期を否定する。
• 二重黒体モデルは、中性子星表面の高温極帽からの放射を強く示唆しており、磁気圏粒子の衝撃によって加熱されている可能性が高い。
• XMM-Newtonデータにより、以前に報告された4.1 keVのX線線が検出されないことが確認された。
• 一般相対性理論的効果は、特に質量対半径比が高く、非直交的な回転軸幾何構造を示す場合に、脈動振幅を顕著に抑制すると予想され、観測された低脈動度を説明する。