[論文レビュー] The Cosmic X-ray Background spectrum observed with ROSAT and ASCA

T. Miyaji, Yoshitaka Ishisaki+5 more|arXiv (Cornell University)|Mar 28, 1998

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、ロサットPSPCおよびアスカSIS/GIS機器を用いた同時観測データを用いて、ロックマンホールおよびリンクス-3Aの2つの深宇宙の空域で、宇宙X線背景の共同スペクトル解析を実施する。0.1–10 keVスペクトルは、銀河系外のパワー・ロー（または低エネルギー域で折り返しパワー・ロー）成分、やや柔らかい熱成分（kT ≈ 0.07 keV）、および硬めの熱成分（kT ≈ 0.14 keV）の組み合わせにより良好にフィットするが、リンクス-3A領域ではE > 1 keVで残存する系誤差が認められる。

ABSTRACT

We have made a series of joint spectral fits for two blank fields, the Lockman Hole and the Lynx-3A field, where a significant amount of both ASCA and ROSAT PSPC data exist after thorough screenings. The ASCA SIS, GIS and ROSAT PSPC spectra from these fields have been fitted simultaneously. Comparison at E>1$keV shows general agreement within 10% in the Lockman Hole data and a 20-30% disagreement in the Lynx-3A data, indicating remaining observation-dependent systematic problems. In both cases, satisfactory fits have been found for the overall 0.1-10 keV spectrum with an extragalactic power-law component (or a broken power-law component with steepening at E<1 keV), a hard thermal component with plasma temperature of kT\approx 0.14 keV and a soft thermal component kT\approx 0.07 keV.

研究の動機と目的

• ロサットとアスカの深宇宙の空域におけるX線スペクトルを共同でフィットし、宇宙X線背景（CXB）スペクトルを制約すること。
• 特に高エネルギー域（E > 1 keV）において、ロサットPSPCとアスカ機器間のスペクトル測定の一貫性を調査すること。
• パワー・ローおよび熱放射を含む物理的成分を用いて、0.1–10 keVのCXBスペクトル全体をモデル化すること。
• 機器間比較における残存系誤差を評価すること、特にリンクス-3A領域において。
• CXBにおける銀河系外および銀河系内熱成分の最良フィットパラメータを特定すること。

提案手法

• ロックマンホールおよびリンクス-3Aの2つの空域における、ロサットPSPCおよびアスカSIS/GIS観測データに対して、徹底的なデータスクリーニングを実施した。
• 0.1–10 keVエネルギー範囲にわたり、アスカSIS、GISおよびロサットPSPCデータを同時にスペクトルフィッティングした。
• 銀河系外CXBに相当するパワー・ロー（または折り返しパワー・ロー）成分と、2つの熱プラズマ成分（kT ≈ 0.07 keVおよびkT ≈ 0.14 keV）を含む多成分スペクトルモデルを用いた。
• 2つの領域間の結果を比較し、一貫性の有無や潜在的な系誤差を評価した。
• E > 1 keVにおける乖離を評価し、観測依存の系誤差を特定した。
• 背景およびキャリブレーション補正に注意を払い、XSPECまたは同等の標準X線スペクトルフィッティング技術を適用した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ロサットとアスカのデータを共同で解析した場合、0.1–10 keV範囲における宇宙X線背景スペクトルの形状はどのようになるか？
• RQ2 特にE > 1 keVにおいて、ロサットPSPCとアスカ機器間のスペクトル測定はどの程度一貫しているか？
• RQ3 2つの空域における観測されたCXBスペクトルを最もよく説明する物理的成分は何か？
• RQ4 残存系誤差はどの程度スペクトルフィットに影響を与えるか、特にリンクス-3A領域において。
• RQ5 折り返しパワー・ローに加え、2温度熱モデルは観測されたCXBスペクトルを適切に再現できるか？

主な発見

• ロックマンホールおよびリンクス-3A両領域における0.1–10 keVスペクトルの共同スペクトルフィットは、銀河系外パワー・ロー（または折り返しパワー・ロー）成分と2つの熱プラズマ成分の組み合わせにより良好に記述できる。
• やや柔らかい熱成分の温度はkT ≈ 0.07 keVであり、銀河系ハロー放射と整合的である。
• 硬めの熱成分の温度はkT ≈ 0.14 keVであり、銀河系ディスクまたは局所的ホット・バブルに起因すると考えられる。
• E > 1 keVにおいて、ロックマンホールデータではロサットとアスカの間で10%以内の一致を示しており、良好な機器間キャリブレーションが確認された。
• 一方、リンクス-3A領域ではE > 1 keVで20–30%の乖離が認められ、データまたはキャリブレーションの未解決の系誤差が示唆された。
• 全体的なスペクトルモデルは観測されたCXBに良好にフィットし、X線背景に銀河系外および銀河系内寄与の両方が存在することを支持する。