[論文レビュー] Interpreting a Dwarf Nova Eruption as Magnetic Flare Activity

Noam Soker, S. D. Vrtilek|ArXiv.org|Apr 4, 2009

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

論文は、矮新星SS Cygの活動期における電波放射が、ジェットではなく降着円盤上に形成された磁気的に加熱されたコロナ由来であると提唱する。電波・X線放射率比 $L_r/L_X \lesssim 10^{-5}$ は、磁気的に活発な星で観測される Güdel-Benz 関係と整合的であり、太陽の磁気活動に類似したコロナフレアが電波放射の主因であると主張する。ジェットに類似した放出は、同様のコロナ質量噴出（CME）プロセスによって発生している可能性がある。

ABSTRACT

We suggest that the radio emission from the dwarf nova SS Cyg during outburst comes from magnetic activity that formed a corona (similar to coronae found in magnetically active stars), rather than from jets. We base our claim on the recent results of Laor & Behar, who found that when the ratio between radio and X-ray flux of accretion disks in radio-quiet quasars is as in active stars, Lr/Lx=10^{-5}, then most of the radio emission comes from coronae. Using observations from the literature we find that for SS Cyg during outburst Lr/Lx<10^{-5}. This does not mean jets are not launched during outbursts. On the contrary, if the magnetic activity in erupting accreting disks is similar to that in stars, then mass ejection, e.g., as in coronal mass ejection, is expected. Hence magnetic flares similar to those in active stars might be the main mechanism for launching jets in a variety of systems, from young stellar objects to massive black holes.

研究の動機と目的

• 活動期における矮新星SS Cygの電波放射の起源を再評価し、支配的とされるジェット説に挑戦すること。
• SS Cygにおける電波対X線放射率比 $L_r/L_X$ が、磁気的に活発な星で観測される Güdel-Benz 関係と一致するかを検証すること。
• 太陽のコロナ加熱に類似した磁気フレア活動が、降着白色矮星で観測された電波放射を説明できるかを調査すること。
• ジェットではなく、コロナの磁気活動が、SS Cygのような降着系における電波放射の主因である可能性を検討すること。
• 磁気再結合とコロナ加熱メカニズムが、多様な天体系におけるジェット発生の根本的要因である可能性を提唱すること。

提案手法

• SS Cygの活動期における平均電波輝度（8.6 GHzで0.3 mJy）から電波放射率 $L_r$ を算出し、$L_r \sim 3 \times 10^{-17}$ erg cm⁻² s⁻¹ を得た。
• SS Cygの1996年の活動期におけるX線放射率 $L_X$（遮蔽補正後）を用い、$L_X \sim 3.6 \times 10^{-10}$ erg cm⁻² s⁻¹ を得た。
• 電波対X線放射率比 $L_r/L_X \approx 10^{-6}$ を計算し、星のコロナに特徴的な $\lesssim 10^{-5}$ の範囲に入った。
• Güdel-Benz 関係（$L_r \simeq 10^{-5}L_X$）を適用し、観測された比に基づいて電波放射はコロナ由来であり、ジェット由来ではないと結論づけた。
• 高降着率円盤における $α\Omega$ ダイナモ過程による磁気エネルギーの蓄積が、コロナ加熱と磁気フレアを引き起こす可能性を分析に拡張した。
• 降着円盤における磁気再結合とコロナ加熱プロセスが、太陽フレアやCMEと類似しており、同様のメカニズムによってジェットが発生している可能性を提唱した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SS Cygの活動期における電波対X線放射率比は、磁気的に活発な星におけるコロナ放射に期待される範囲に収まっているか？
• RQ2 SS Cygで観測された電波放射は、相対論的ジェットではなく、新たに形成されたコロナ由来であると説明できるか？
• RQ3 活動期における降着白色矮星の磁気活動は、特にエネルギー散逸と放射メカニズムの観点から、磁気的に活発な星と類似しているか？
• RQ4 コロナ磁気フレアが、Cataclysmic Variableのような降着系におけるコロナ状の放出やジェットの発生に果たす役割は何か？
• RQ5 電波対X線放射率比 $L_r/L_X$ は、降着系におけるジェット優位とコロナ優位の放射を区別するのにどのように寄与するか？

主な発見

• SS Cygの活動期における電波対X線放射率比 $L_r/L_X \approx 10^{-6}$ は、磁気的に活発な星で観測される Güdel-Benz 関係（$L_r \lesssim 10^{-5}L_X$）と整合的である。
• 観測された $L_r/L_X$ 比は、電波放射が降着円盤上に形成されたコロナ由来である可能性を強く示唆している。
• 高降着率円盤における磁気再結合とエネルギー蓄積によるコロナ加熱は、観測された電波放射を説明でき、太陽の磁気フレアに類似したプロセスである。
• 降着円盤における磁気フレアは、若い星から質量の大きなブラックホールに至る広範な系において、ジェット発生の主なメカニズムである可能性がある。
• 本研究は、$L_r/L_X \lesssim 10^{-5}$ の場合に、SS Cygのような降着系における電波放射が常にジェット関連であると仮定する考えを挑戦する。
• 結果は、星のコロナ活動に類似したコロナ磁気活動が、はっきりとしたジェットの痕跡がない系でさえ、降着円盤における電波放射の主因である可能性を支持する。