[論文レビュー] Hard fast X-ray transients as possible counterparts of unidentified MeV/TeV sources

V. Sguera|arXiv (Cornell University)|Feb 2, 2009

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 2被引用数 7

ひとこと要約

本稿は、空間的近接性と一時的挙動に基づき、未解明のMeV/TeV源EGR J1122−5946およびAGL J2022+3622の対応物として、ハード・ファストX線トランジエンスIGR J11215−5952およびIGR J20188+3647がそれぞれ候補であると提案している。また、クラッピー・ウィンド降着とフレア期における磁気タワー駆動粒子加速を伴うことで、銀河的トランジエンスMeV/TeV放射体としての新しいクラスのSFXTが形成され得ると示唆している。

ABSTRACT

The two still unidentified MeV sources EGR J1122-5946 and AGL J2022+3622 are here tentatively associated with soft gamma-ray candidate counterparts detected through INTEGRAL/IBIS observations. On the basis of spatial proximity and/or similar transient behaviour, we propose the supergiant fast X-ray transient (SFXT) IGR J11215-5952 and the candidate SFXT IGR J20188+3647 as possible candidate counterparts of EGR J1122-5946 and AGL J2022+3622, respectively. Our findings possibly suggest that hard fast X-ray transients could represent a new class of galactic transient MeV/TeV emitters. Additional evidence for the existence of such new class is also provided by very recent AGILE and GLAST discoveries on the galactic plane of several unidentified transient MeV sources lasting only a few days.

研究の動機と目的

• 未解明のMeV/TeV源EGR J1122−5946およびAGL J2022+3622の可能性のある対応物を同定すること。
• ハード・ファストX線トランジエンス（SFXT）がMeV–TeV帯の一時的高エネルギー放射を引き起こす可能性があるかどうかを調査すること。
• 空間的および時間的相関を用いて、SFXTと未解明の高エネルギー源との物理的関連性の可能性を評価すること。
• SFXTが小時間スケールで短時間にわたって高強度のフレアを発生させる物理的メカニズムを探索すること。

提案手法

• INTEGRAL/IBISおよびAGILEデータを用いた、未解明のMeV/TeV源の誤差円と既知のSFXTとの空間的クロス相関。
• IBISおよびISGRI光曲線の解析により、IGR J11215−5952およびIGR J20188+3647の一時的X線挙動を評価。
• 銀河平面における源密度を考慮し、SFXTと未解明源との間のランダム一致の確率を評価。
• SFXTと未解明源との間のX線フレア持続時間および輝度変動を比較し、類似する一時的挙動を同定。
• クラッピー・ウィンド降着と磁気タワー駆動粒子加速を含む理論モデルを用いて、高エネルギー放射の可能性を説明。
• SFXTにおける効率的なハドロン的相互作用とガンマ線生成に必要な吸収率（≥10^23 cm⁻²）の評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IGR J11215−5952と未解明のMeV源EGR J1122−5946との間に顕著な空間的・時間的相関があるか？
• RQ2 観測データに基づいて、候補となるSFXT IGR J20188+3647が一時的MeV源AGL J2022+3622と物理的に関連している可能性はいかがなものか？
• RQ3 SFXT内で小時間スケール（数時間）で一時的MeV/TeV放射を発生させる物理的メカニズムは何か？
• RQ4 銀河平面における源密度を考慮した場合、SFXTと未解明の高エネルギー源との観測された関連性が偶然に起こった可能性はどの程度か？
• RQ5 SFXTで観測されたX線フレアは、ハドロン的またはレプトン的過程によって検出可能な高エネルギー放射を生成するのに必要な条件（例：吸収率、磁場）を満たしているか？

主な発見

• IGR J11215−5952はEGR J1122−5946と空間的に一致しており、ランダム一致の確率は約0.6%と推定され、物理的関連性を支持する。
• IGR J20188+3647は2004年にIBISで約7σの有意度で検出され、AGILE J2022+3622の誤差円内に位置しており、対応物としての候補性を支持する。
• IGR J11215−5952のX線の一時的挙動（短時間フレア、輝度変動が最大で約10^4）は、EGR J1122−5946の短時間で高強度の放射と一致する。
• EGR J1122−5946のEGRET誤差円内に恒常的なソフトガンマ線放射が観測されないことは、放射が非常に一時的であることを示唆し、SFXTフレアと整合的である。
• 理論的モデリングにより、SFXTにおけるクラッピー・ウィンド降着が、陽子-陽子相互作用および磁気タワー駆動ジェットによって一時的MeV/TeV放射を生成可能であると示唆されている。
• これらの結果は、SFXTが銀河的トランジエンスMeV/TeV放射体の新しいクラスを占めている可能性を支持しており、希少な高強度降着イベント時にのみ検出可能なフレア放射を発生させるとの仮説を裏付けている。