[論文レビュー] High-Energy sources before INTEGRAL -- INTEGRAL reference catalog --

Ken Ebisawa, G. Bourban+3 more|ArXiv.org|Sep 3, 2003

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 11被引用数 43

ひとこと要約

本論文では、打ち上げ前に検出可能または検出されると予想されるX線およびガンマ線源1,122個の包括的コンパイレーションであるINTEGRALリファレンスカタログを提示する。複数の高エネルギーカタログからのデータを統合し、一貫したスペクトルモデリングを適用することで、INTEGRALのクイックルックアナリシスを用いたリアルタイムの源検出および変動モニタリングが可能となり、10⁵秒の露出時間で、10 keV未満の源約700個、20 keV以上の源約400個がミッション期間中に検出されると予測される。

ABSTRACT

We describe the INTEGRAL reference catalog which classifies previously known bright X-ray and gamma-ray sources before the launch of INTEGRAL. These sources are, or have been at least once, brighter than ~1 mCrab above 3 keV, and are expected to be detected by INTEGRAL. This catalog is being used in the INTEGRAL Quick Look Analysis to discover new sources or significantly variable sources. We compiled several published X-ray and gamma-ray catalogs, and surveyed recent publications for new sources. Consequently, there are 1122 sources in our INTEGRAL reference catalog. In addition to the source positions, we show an approximate spectral model and expected flux for each source, based on which we derive expected INTEGRAL counting rates. Assuming the default instrument performances and at least ~10^5 sec exposure time for any part of the sky, we expect that INTEGRAL will detect at least ~700 sources below 10 keV and ~400 sources above 20 keV over the mission life.

研究の動機と目的

• INTEGRALの打ち上げ前に検出可能と予想される明るいX線およびガンマ線源の完全かつ最新のカタログを構築すること。
• 信頼性の高いリファレンスカタログを提供することで、INTEGRALのクイックルックアナリシス（QLA）を用いたリアルタイムの源検出およびトランジエンスモニタリングを支援すること。
• 複数の機器およびカタログからの異種のフラックスおよびスペクトルデータを、INTEGRAL運用に適した一貫性のある標準化された形式に統合すること。
• モデル化されたフラックスおよび機器応答関数を用いて、エネルギー帯域ごとのINTEGRALの期待される源検出性能を予測すること。
• QLAの結果をカタログと比較することで、新たな源または顕著に変動する源の同定を可能にすること。

提案手法

• HEAO-1 A4、Uhuru、EGRET、ASCA、BATSEなど8つの主要な高エネルギー・カタログに加え、2003年6月までの最新のIAUCの円卓報告を調査・統合した。
• 3 keV以上で約1 mCrabの明るさの閾値を基準に、X線ニューべ、かつて明るかった源ですら準静止状態であっても含めた。
• XSPEC互換フォーマットを用いて、各源に代表的なスペクトルモデル（例：wabs*cutoff、wabs*highecut*powerlaw）と正規化を割り当てた。
• 標準的な機器応答関数および約10⁵秒の露出時間に基づき、エネルギーフラックスおよび予想されるJEMXおよびISGRIのカウントレートを計算した。
• 銀河座標およびスペクトル硬度（H-S/H+S）を用いて、カタログの視覚的表現（図1）におけるシンボルのサイズと色を定義した。
• ASCII、HTML、FITS形式でカタログを公開し、ソース同定およびクロスリファレンスのためのSIMBADおよびADSへのハイパーリンクを付与した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 3 keV以上で約1 mCrab以上の明るさを示す源について、INTEGRALが天の川全域で予想される検出効率はどの程度か？
• RQ2 複数の機器およびミッションから得られた異種の高エネルギー源データを統合し、一貫性のある統一されたリファレンスカタログを構築する方法は何か？
• RQ3 LMXB、HMXB、AGN、未同定源などの異なる種類のX線およびガンマ線源に対して、最も代表的なスペクトルモデルおよびフラックス推定値は何か？
• RQ4 JEMXおよびISGRIの感度と比較して、INTEGRALの予想される検出レートは、露出時間に応じてどのように変化するか？
• RQ5 INTEGRALのクイックルックアナリシスを用いたリアルタイムトランジエンス検出および変動モニタリングにおいて、このカタログはどの程度の支援が可能か？

主な発見

• INTEGRALリファレンスカタログには、3 keV以上で約1 mCrab以上の明るさを示す1,122個の源が含まれており、位置、スペクトルモデル、予想フラックスが記載されている。
• カタログは、10⁵秒の露出時間で、ミッション期間中に10 keV未満の源を少なくとも700個、20 keV以上の源を少なくとも400個検出すると予測している。
• スペクトルモデルはXSPECフォーマットを用いて標準化され、各源のクラスごとに一般的なモデルが割り当てられている。例として、セイファート銀河に対してはwabs*cutoff、HMXBに対してはwabs*highecut*powerlawが使用された。
• EGRETの源や歴史的X線ニューべを含む、多様な機器および時代の源がカタログに含まれており、トランジエンス検出のための広範なカバレッジが確保されている。
• カタログは、リアルタイムデータをリファレンスリストと比較することで、新たな源や変動源の同定を支援するために、INTEGRALのクイックルックアナリシスで運用的に使用されている。
• 図2のlog N–log S曲線は、検出閾値においてカタログが不完全であることを示しており、特にJEMX帯域では追加のトランジエンスまたは微弱源の検出の可能性がある。