[論文レビュー] The XMM-Newton/Chandra monitoring campaign of the Galactic center region: Description of the program and preliminary results

R. Wijnands, J. J. M. in ’t Zand+11 more|UvA-DARE (University of Amsterdam)|Aug 30, 2005

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 33被引用数 68

ひとこと要約

本研究は、銀河中心領域における最初の XMM-Newton/Chandra 監視キャンペーンを提示し、10 keV未満の微弱なX線遷移源（VFXT）に焦点を当てている。同時X線観測と後続の電波観測を用いて、複数のVFXTおよび微弱な遷移源を同定した。その結果、Sgr A*周辺には明るい遷移源よりも著しく高いVFXT密度が存在し、これはそれらが本質的に微弱であるか、あるいは観測的偏り（傾斜角による影響）によるものかを示唆するが、既存の降着モデルに挑戦するものである。

ABSTRACT

We present the first results of our X-ray monitoring campaign on a 1.7 square degree region centered on Sgr A* using the satellites XMM-Newton and Chandra. The purpose of this campaign is to monitor the behavior (below 10 keV) of X-ray sources (both persistent and transient) which are too faint to be detected by monitoring instruments aboard other satellites currently in orbit (e.g., Rossi X-ray Timing Explorer; INTEGRAL). Our first monitoring observations (using the HRC-I aboard Chandra) were obtained on June 5, 2005. Most of the sources detected could be identified with foreground sources, such as X-ray active stars. In addition we detected two persistent X-ray binaries (1E 1743.1-2843; 1A 1742-294), two faint X-ray transients (GRS 1741.9-2853; XMM J174457-2850.3), as well as a possible new transient source at a luminosity of a few times 1E34 erg/s. We report on the X-ray results on these systems and on the non-detection of the transients in follow-up radio data using the Very Large Array. We discuss how our monitoring campaign can help to improve our understanding of the different types of X-ray transients (i.e., the very faint ones).

研究の動機と目的

• 10 keV未満の銀河中心領域のX線源を監視し、他の人工衛星では観測できないほど微弱な遷移系に焦点を当てる。
• 以前のミッションでは検出できなかった非常に微弱なX線遷移源（VFXT）および微弱な遷移源を同定・特徴づけること。
• Sgr A*周辺に多数のVFXTが存在する理由が、本質的微弱性に起因するのか、あるいは高傾斜角による観測的偏り（例：遮蔽）に起因するのかを調査すること。
• 特に食を示す源やディッピング源において、傾斜角と散乱がX線放射度の抑制に果たす役割を評価すること。
• 特に弱い風駆動降着を示す低放射度X線連星における降着物理学の理解を深めること。

提案手法

• Sgr A* を中心とする1.7平方度の領域に焦点を当て、XMM-Newton と Chandra を用いた連携X線監視キャンペーンを実施した。
• Chandra の HRC-I 機器を用いて、X線の変動および遷移源検出のための高時間分解能監視を実施した。
• X線遷移源の電波対応体を探索するため、非常に大型電波望遠鏡（VLA）を用いた後続電波観測を実施した。
• アーカイブデータおよび多波長カタログを用いてX線源のクロスアイデンティフィケーションを行い、恒常的および遷移的システムを分類した。
• X線光曲線およびスペクトルの解析により、ピーク放射度および変動パターンを特定した。特に食を示す源やディッピング源に注目した。
• 等方的放射と散乱モデルに基づく理論的期待値と比較することで、傾斜角の影響を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 観測された非常に微弱なX線遷移源（VFXT）は、本質的に微弱であるのか、それとも高傾斜角の幾何的遮蔽によって見えにくくなっているのか？
• RQ2 なぜ銀河中心領域ではVFXTの数密度が明るい遷移源よりも著しく高いのか？
• RQ3 検出された微弱な遷移源およびVFXTは、低質量の伴星からの風駆動降着と整合する特徴を示しているのか？
• RQ4 散乱およびコロナ放射が、ある種の源がその本質的放射度よりも明るく見えにくくなるように作用する役割は何か？
• RQ5 VFXTに明るい対応体が存在しないという事実は、将来的にそれらが明るい状態に進化するモデルを排除できるのか？

主な発見

• 2つの恒常的X線連星（1E 1743.1–2843 および 1A 1742–294）と2つの微弱な遷移源（GRS 1741.9–2853 および XMM J174457–2850.3）が検出され、放射度は約 10^34 erg s⁻¹ に近い値であった。
• 数 × 10^34 erg s⁻¹ の放射度で、以前に検出されていなかった低放射度源を示す可能性のある新たな遷移源が同定された。
• VLA による後続観測では、X線遷移源の電波対応体は検出されなかった。これは、電波対X線放射度比が低いか、または短時間で消える電波放射の可能性を示唆している。
• Sgr A* から15′以内の領域では、VFXTが明るい遷移源を著しく上回っており、7つのVFXT、3つの微弱な遷移源、そしてわずか3つの明るいか非常に明るい遷移源が確認された。
• 2つの食を示す源（CXOGC J174540.0–290031 および AX J1745.6–2901）が同定されたが、Chandra 観測で前者に食が確認されなかったため、これらが同一源である可能性は低い。
• Sgr A* の周辺で観測されたVFXTの過剰は、単に傾斜角の影響によるものではない。強い直接視線方向の放射が確認された源ですら本質的に微弱であるため、本質的微弱性が主因であると考えられる。