[論文レビュー] The Be/X-ray binary A0535+26 during its recent 2009/2010 outbursts

I. Caballero, K. Pottschmidt+21 more|arXiv (Cornell University)|Jul 18, 2011

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、2009/2010年の活動期間中に、INTEGRAL、RXTE、Suzaku、Swiftからの多波長X線観測を用いて、Be/X線連星A0535+26を調査した。X線輝度に著しい変動があり、二重ピークを持つ活動期間と巨大活動期間を示したが、明るさの変化にかかわらずサイクロトロン線エネルギーは安定しており、他のパルサーで観測される予想されるサイクロトロンエネルギーと降着率の逆相関関係に反する。

ABSTRACT

The Be/X-ray binary A0535+26 showed a giant outburst in December 2009 that reached ~5.14 Crab in the 15-50 keV range. Unfortunately, due to Sun constraints it could not be observed by most X-ray satellites. The outburst was preceded by four weaker outbursts associated with the periastron passage of the neutron star. The fourth of them, in August 2009, presented a peculiar double-peaked light curve, with a first peak lasting about 9 days that reached a (15-50 keV) flux of 440 mCrab. The flux then decreased to less than 220 mCrab, and increased again reaching 440 Crab around the periastron. The outburst was monitored with INTEGRAL, RXTE, and Suzaku TOO observations. One orbital period (~111 days) after the 2009 giant outburst, a new and unexpectedly bright outburst took place (~1.4Crab in the 15-50 keV range). It was monitored with TOO obs ervations with INTEGRAL, RXTE, Suzaku, and Swift. First results of the spectral and timing analysis of these observations are presented, with a specific focus on the cyclotron lines present in the system and its variation with the mass accretion rate.

研究の動機と目的

• 2009/2010年のA0535+26の活動期間中のスペクトル的および時間的性質、特にサイクロトロン線の挙動を調査すること。
• 2009年8月に観測された異常な二重ピーク光曲線の原因を理解すること。
• 通常活動期間および巨大活動期間中に、サイクロトロン線エネルギーが降着率に応じて変化するかどうかを調査すること。
• Be型星伴星における光学的ディスク形成とX線活動期間との関連を調査すること。
• 巨大活動期間に続く2010年4月の活動期間が、標準的な活動期間再発モデルに反するかどうかを特定すること。

提案手法

• 複数回の活動期間中に、INTEGRAL、RXTE、Suzaku、Swiftの同時観測を活用した。
• X線データのスペクトルフィッティングを実施し、異なる輝度状態におけるサイクロトロン線エネルギーと深さを測定した。
• RXTEデータを用いてパルス周期の変化を分析し、活動期間中の中性子星の回転挙動を追跡した。
• X線光曲線と光学的Hαデータを相関させ、Be星伴星におけるディスク形成を評価した。
• Swift-BATの光曲線を用いて輝度の変化をモニタリングし、活動期間の開始時刻およびピーク時刻を特定した。
• 特に巨大活動期間において、HEXTEデータに対するバックグラウンドモデリング技術を適用し、正確なサイクロトロン線エネルギー測定を確保した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 A0535+26の2009年8月の活動期間中に観測された二重ピーク光曲線の原因は何か？
• RQ2 他のパルサーで観測されるように、A0535+26のサイクロトロン線エネルギーは活動期間中にX線明るさと顕著に相関するか？
• RQ3 巨大活動期間に続く2010年4月に明るい活動期間が発生したのはなぜか？これは通常の活動期間再発パターンに反する。
• RQ4 2009年の巨大活動期間中にサイクロトロン線エネルギーがどのように変化したか、過去の活動期間と比較するとどうなるか？
• RQ5 Be星の周りの降着ディスクの存在が、X線活動期間のタイミングと強度にどの程度関連しているか？

主な発見

• 2009年8月の活動期間では、二重ピーク光曲線を示し、それぞれの輝度ピークが約440 mCrab、間隔で<220 mCrabの谷に達した。
• 2009年の巨大活動期間では、15–50 keVバンドで約5.14 Crabの輝度に達したが、太陽の影響によりRXTEでのみ観測された。
• 2010年4月の活動期間では、15–50 keVバンドで約1.4 Crabの輝度に達し、巨大活動期間に続くにもかかわらず予想外に明るかった。
• 2010年4月の活動期間中、基本サイクロトロン線エネルギーは約43.4 keVで安定しており、INTEGRAL観測の1回で43.4 ± 0.3 keVの測定値が得られた。
• 2009年12月の巨大活動期間および2010年4月の活動期間中に、輝度の大きな変化にもかかわらずサイクロトロン線エネルギーの顕著な変化は観測されなかった。
• 2009年8月から12月にかけてHαの等価幅が著しく増加しており、Be星におけるディスクの成長を示しており、これが二重ピーク光曲線の原因である可能性がある。