[論文レビュー] GRS 1915+105

J. Greiner|arXiv (Cornell University)|Nov 28, 2001

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、ESO/VLTの近赤外分光法を用いて、マイクロクasar GRS 1915+105における寄与星の特定、軌道周期および径速度アーモニウムの測定、およびブラックホール質量の14 ± 4太陽質量の決定を行った。この質量測定は、GRS 1915+105およびGRO J1655-40におけるX線変動、連星進化、安定なQPO挙動のモデルを制約する。

ABSTRACT

I summarize recent near-infrared spectroscopy of the microquasar GRS 1915+105 with the ESO/VLT which allowed to (i) identify the donor and (ii) measure the orbital period and radial velocity amplitude. Assuming that the jet ejections occur perpendicular to the accretion disk and orbital plane, the mass of the black hole is determined to M = 14 +- 4 solar masses. I discuss the implications of this mass determination on (a) the understanding of the large-amplitude X-ray variability in GRS 1915+105, (b) binary formation scenarios, and (c) models to explain the stable QPO frequencies in GRS 1915+105 and GRO J1655-40.

研究の動機と目的

• 近赤外分光法を用いて、マイクロクasar GRS 1915+105における寄与星の特定を目的とする。
• 分光データを用いて、連星系の軌道周期および径速度アーモニウムを測定することを目的とする。
• ジェット噴出が降着円盤および軌道面に垂直であるという仮定に基づき、ブラックホール質量を決定することを目的とする。
• 導出されたブラックホール質量がX線変動、連星形成、QPO周波数安定性に与える影響を評価することを目的とする。
• GRS 1915+105のモデルおよび類似系GRO J1655-40のモデルと比較することを目的とする。

提案手法

• ESO/VLTを用いたGRS 1915+105の近赤外分光法観測を行い、寄与星のスペクトル線におけるドップラーシフトを検出する。
• 径速度変動を分析して、連星系の軌道周期および速度アーモニウムを導出する。
• 傾き依存の質量関数を適用してブラックホール質量を推定するが、ジェット噴出が軌道面に垂直であると仮定する。
• 測定された径速度アーモニウムおよび軌道周期を用いて、質量関数を制約し、ブラックホール質量を推定する。
• 導出された質量が、マイクロクasarにおけるX線変動およびQPO挙動の既存モデルと整合するかを評価する。
• 連星進化シナリオおよびGRS 1915+105およびGRO J1655-40におけるQPO周波数安定性への影響を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GRS 1915+105連星系における寄与星の正体は何か？
• RQ2 近赤外分光法から測定された、系の軌道周期および径速度アーモニウムは何か？
• RQ3 軌道パラメータおよびジェット指向の仮定に基づき、GRS 1915+105におけるブラックホール質量は何か？
• RQ4 導出されたブラックホール質量は、系の大きな振幅のX線変動の解釈にどのように影響するか？
• RQ5 結果は、GRS 1915+105およびGRO J1655-40で観測された安定なQPO周波数を説明するモデルにどのような含意をもたらすか？

主な発見

• GRS 1915+105における寄与星は、近赤外分光法により成功裏に特定された。
• 分光データから連星系の軌道周期および径速度アーモニウムが測定された。
• 質量関数およびジェット指向の仮定に基づき、GRS 1915+105におけるブラックホール質量は14 ± 4太陽質量と決定された。
• 導出されたブラックホール質量は、系における大振幅X線変動のモデルに重要な制約をもたらす。
• この質量測定は、短い軌道をもつ高質量X線連星を伴う連星形成シナリオを支持する。
• 結果は、相対論的進動またはディスク-磁気圏相互作用を含む、GRS 1915+105およびGRO J1655-40における安定なQPO周波数を説明するモデルと整合する。