[論文レビュー] Flow geometry variation of IGR 17091-3624 as revealed by Comptonizing Efficiency and its comparison with GRS 1915+105

Partha Sarathi Pal, Sandip K. Chakrabarti|arXiv (Cornell University)|Jan 8, 2015

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 16被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、ブラックホール候補 IGR 17091-3624 におけるコンプトン化効率（CE）の変動と GRS 1915+105 におけるそれらを比較し、顕著な質量差にもかかわらず、異なる変動クラスにおいても類似した光曲線パターンと CE 行動を示すことが明らかになった。これらの結果は、動的硬さ比または CE を用いた変動状態の分類がブラックホール質量に依存しない可能性を示唆している。

ABSTRACT

Variability class transitions in the enigmatic black hole candidate GRS 1915+105 has been known to accompany variation of distinct flow geometry as is evidenced by the behavior of Comptonizing Efficiency (CE). This dynamical hardness ratio is defined to be the ratio between the number of power-law (hard) photons and injected seed (soft) photons and to some extent represent the geometry of the so-called Compton cloud. Similarities of light curves in some variability classes in GRS 1915+105 and IGR 17091-3624 have been reported in the literature. In the present paper, we present some more variability classes for which the light curves are similar. We examine CE variations in all these light curves of IGR 17091-3624 and find that they are also similar to what was reported for GRS 1915+105, even though masses of these objects are believed to be widely different. This shows that characterization of variability classes based on dynamical hardness ratios or CEs is likely to be black hole mass independent.

研究の動機と目的

• IGR 17091-3624 における変動クラスの遷移が、GRS 1915+105 におけるそれらと同様のコンプトン化効率（CE）行動を示すかどうかを調査すること。
• 光曲線と CE 変動における観察された類似性が、IGR 17091-3624 と GRS 1915+105 の間の顕著なブラックホール質量差にもかかわらず、変動状態のブラックホール質量に依存しない分類を示唆するかどうかを特定すること。
• 動的硬さ比（または CE）を、異なるブラックホール質量における降着流の幾何構造を診断するためのツールとして、より広く適用可能かどうかを検討すること。

提案手法

• IGR 17091-3624 の複数の変動クラスにおける X線光曲線の分析。
• コンプトン化効率（CE）を、力率（硬い）光子と注入されたシード（やわらかい）光子の比として計算すること。
• IGR 17091-3624 における CE 変動を、事前に確立された GRS 1915+105 における CE 行動と比較すること。
• 光曲線の形状から IGR 17091-3624 の変動状態を特定および分類すること。
• CE の傾向に基づいて、両源間の変動クラス遷移を比較すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IGR 17091-3624 と GRS 1915+105 は、それぞれの変動クラスにおいて類似したコンプトン化効率（CE）変動を示すか？
• RQ2 IGR 17091-3624 の変動クラスの光曲線形状は、GRS 1915+105 のそれらと比較可能なか？
• RQ3 IGR 17091-3624 と GRS 1915+105 の間の顕著なブラックホール質量差にもかかわらず、CE 行動の類似性は維持されるか？
• RQ4 動的硬さ比または CE を、ブラックホール候補における降着流の幾何構造を質量に依存せずに診断するツールとして使用できるか？

主な発見

• IGR 17091-3624 は、GRS 1915+105 で観測されたのと同様のコンプトン化効率（CE）変動を、その変動クラス全体で示している。
• 両源の対応する変動クラスの光曲線は、強い形状的類似性を示している。
• IGR 17091-3624 と GRS 1915+105 の間の顕著な質量差にもかかわらず、両者の CE 行動は定量的および定性的に同等である。
• 異なる質量における CE 趋勢の一貫性は、動的硬さ比をブラックホール変動状態の質量に依存しない分類ツールとして使用する根拠を支持する。