[論文レビュー] The Activity of the Soft Gamma Repeater SGR~1900+14 in 1998 from Konus-Wind Observations: 1. Short Recurrent Bursts

E. Mazets, T. Cline+6 more|arXiv (Cornell University)|May 15, 1999

Geomagnetism and Paleomagnetism Studies被引用数 16

ひとこと要約

本研究は、1998年5月から1999年1月にかけてのKonuus-Windデータを用いて、軟ガンマ反復源SGR 1900+14からの反復的短時間バーストを分析し、イベント間で一貫したスペクトル的・時間的特性が示され、典型的なkTは20–30 keV、放射量は10⁻⁷から5×10⁻⁵ erg cm⁻²の範囲であることを明らかにした。主な発見は、放射量と継続時間の強い相関（ρ = 0.8）が観測され、SGRにおける共通の放射メカニズムを支持し、マグネター模型を強化するものである。

ABSTRACT

Results are presented of the observations of the soft gamma repeater SGR 1900+14 made on the Wind spacecraft during the source reactivation period from May 1998 to January 1999. Individual characteristics of recurrent bursts, such as their time histories, energy spectra, and maximum and integrated energy fluxes, are considered. Some statistical distributions and relationships are also presented. The close similarity of these events to the recurrent bursts observed from other SGRs argues for a common emission mechanism.

研究の動機と目的

• SGR 1900+14の1998年再活性化期における反復的短時間バーストの時間的・スペクトル的性質を特徴づけること。
• バーストの放射量、継続時間、ピーク放射率の統計的分布を調査し、バースト活動のパターンを同定すること。
• 他のSGRのバースト特性と比較し、放射メカニズムの普遍性を評価すること。
• 1998年8月27日の巨大バーストが、その後の反復的バーストの性質に与える影響を検討すること。
• 既知のSGRの性質と関連して、放射度とエネルギー放出を分析することでマグネター模型を支持すること。

提案手法

• 1998年5月から1999年1月にかけて収集されたKonuus-Windガンマ線バースト分光計データの分析。
• 上昇・減衰時間スケールを抽出するために、二重指数関数的上昇・減衰モデルを時間歴にフィット。
• スペクトルフィッティングには、熱的ブレムストラールングモデルを用い、dN/dE ∝ E⁻¹ exp(-E/kT) として、各バーストのkT値を算出。
• 放射量との相関をとるために、放射率がピーク放射率Fmaxの25%を超える時間間隔ΔT₀.₂₅をバースト継続時間として定義。
• SGR 1900+14までの距離を10 kpcと仮定し、等方的放射度と全エネルギー放出を計算。
• 放射量対継続時間分布の統計的分析により、相関係数ρを算出。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SGR 1900+14の1998年活動期における反復的バーストの典型的な時間的・スペクトル的特性は何か？
• RQ2 反復的バーストの放射量と継続時間の相関はどのように変化し、これは放射プロセスに何を示唆するか？
• RQ3 1998年8月27日の巨大バーストは、その後の反復的バーストの性質にどのように影響を与えたか？
• RQ4 SGR 1900+14のバースト特性は、他の既知のSGRのものとどの程度類似しており、共通の放射メカニズムを示唆するか？
• RQ5 反復的バーストの推定等方的エネルギー放出と放射度は何か？理論的限界と比較するとどうなるか？

主な発見

• バーストは、上昇時間が15–20 msで、全体にわたって減衰する複雑な時間的構造を示し、しばしば終末部で急激な強度低下を示す。
• すべてのバーストのエネルギースペクトルは、kTが18–30 keVの範囲で、熱的ブレムストラールングモデルに良好にフィットし、個々のイベント内で顕著なスペクトル進化は認められない。
• 80%のイベントでピーク放射率が(1–3)×10⁻⁵ erg cm⁻² s⁻¹の狭い範囲に収まっており、支配的である放射状態を示している。
• 放射量は10⁻⁷から5×10⁻⁵ erg cm⁻²の範囲で変動し、放射量と継続時間（ΔT₀.₂₅）の間には強い正の相関（ρ = 0.8）が観測された。
• 反復的バーストの最大等方的放射度は(1–4)×10⁴¹ erg s⁻¹と推定され、全エネルギー放出は2×10³⁹から8×10⁴¹ ergの範囲である。
• 1998年8月27日の巨大バースト（通常の反復的バーストと比べて数千倍のエネルギー放出）は、その後の反復的バーストの基本的性質に変化をもたらさず、共通の放射メカニズムを支持するものである。