[論文レビュー] Peak Luminosities of Bursts from GRO J1744-28 measured with the RXTE PCA

K. Jahoda, M. J. Stark+4 more|arXiv (Cornell University)|Dec 29, 1997

High-pressure geophysics and materials被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、RXTE PCAがGRO J1744-28で観測した強力なX線バースト中の真のカウントレートを正確に再構築するための新規デッドタイム補正モデルを提示する。これにより、ピーク光度の正確な測定が可能となり、著者らは1996年1月および1997年1月の活動期間中に、バーストピーク光度がEddington光度のおよそ100倍に達したと推定している。また、持続的放射とバースト放射のエネルギータイプ比は約34であると判明した。

ABSTRACT

GRO J1744-28, discovered by BATSE in December 95, is the second neutron star system known to produce frequent accretion powered bursts. The system has been regularly monitored with the RXTE PCA since the peak of the first outburst in January 96 at which time the observed persistent and bursting count rates were ~25,000 ct/sec and ~150,000 ct/sec, with corresponding instrumental deadtimes of ~10% and > 50%. We present a model which allows the reconstruction of the true incident count rate in the presence of enormous deadtime and use the model to derive a history of the peak luminosities and fluences of the bursts as a function of time. During the peak of the January 1996 and January 1997 outbursts, when the persistent emission was > 1 Crab, we infer peak luminosities of ~100 times the Eddington luminosity, and a ratio of persistent emission to integrated burst emission of ~34.

研究の動機と目的

• RXTE PCAデータにおける極めて強いデッドタイム効果にもかかわらず、GRO J1744-28からのX線バーストの真のピーク光度を正確に測定すること。
• 高カウントレートのバーストイベント中の機器的デッドタイムを補正するモデルを構築し、信頼性のあるフラックス再構築を可能にすること。
• 1996年および1997年の活動期間中に、バーストピーク光度および統合フラクチュエーションの時間的変化を特定すること。
• 活動期間全体における持続的放射と総バースト放射の比を定量化すること。
• 高頻度のバーストを示す中性子星系における降着駆動バースト挙動の理解を深めること。

提案手法

• RXTE PCAデータにおける観測されたデッドタイム劣化カウントレートから真の入射カウントレートを再構築するためのデッドタイム補正モデルを開発した。
• バースト中における高いデッドタイム（バースト中50％以上に達する）が測定カウントレートに与える非線形効果をモデルが考慮している。
• 既知の機器的デッドタイム特性と観測されたカウントレート履歴を用いて、真のフラックスを推定した。
• 補正されたバースト光曲線から、距離を仮定してピーク光度を導出した。
• 補正された光曲線から持続的放射および統合バーストフラクチュエーションを計算し、それらの比を特定した。
• この手法は、GRO J1744-28の1996年1月および1997年1月の活動期間中に収集されたデータに適用された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 極めて強いデッドタイム効果を補正した場合、GRO J1744-28からのX線バーストの真のピーク光度は何か？
• RQ2 活動期間全体を通じて、持続的放射は総バースト放射エネルギーよりもどれほど大きいのか？
• RQ3 高カウントレートのバーストイベント中のPCAデータから真のフラックスを再構築する信頼性のある補正モデルを開発できるか？
• RQ4 1996年および1997年の活動期間を通じて、バーストピーク光度およびフラクチュエーションの変化はいかなるものか？
• RQ5 GRO J1744-28におけるバースト特性は、Eddington限界をどれほど超えているのか？

主な発見

• GRO J1744-28からのバーストのピーク光度は、1996年1月および1997年1月の活動期間中にEddington光度のおよそ100倍に達した。
• 活動期間のピーク時に、持続的放射と統合バースト放射の比は約34に達した。
• デッドタイム補正モデルは、バースト中に50％を超える機器的デッドタイムが生じても、真の入射カウントレートを的確に再構築できた。
• 活動期間のピーク時には持続的フラックスが1 Crabを上回り、強い降着活動が確認された。
• バーストピーク光度は、超Eddington放射と整合的であり、強い放射圧効果が関与していると示唆された。
• このモデルにより、RXTE PCAデータから信頼性のあるバーストピーク光度およびフラクチュエーションの履歴を導出できるようになった。