[論文レビュー] X-Ray Binary Systems in the Small Magellanic Cloud

P. Kahabka, W. Pietsch|arXiv (Cornell University)|Jun 9, 1997

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 6被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、1991年から1993年のROSAT PSPCデータを用いて、小マゼラン雲におけるX線連星系の体系的探索を実施し、10³⁵ erg/sを超える全放射光度を持つ7つのハードX線連星候補および4つのソフトX線連星候補を特定した。主な発見として、SMC X-1における変動および食の挙動の検出、Beトランジエンス型のSMC X-2の再検出、およびRX J0101.0-7206 やRX J0032.9-7348といった新たな変動源の発見があり、一部の源はEddington限界に近い放射を示している可能性がある。

ABSTRACT

We present the result of a systematic search for spectrally hard and soft X-ray binary systems in the Small Magellanic Cloud (SMC). This search has been applied to ROSAT PSPC data (0.1-2.4 keV) collected during 9 pointed observations towards this galaxy covering a time span of 2 years from October 91 till October 93. Selection criteria have been defined in order to confine the sample of candidates. Finally 7 spectrally hard and 4 spectrally soft sources were selected from the list as candidates for binaries in the SMC. The sample is luminosity limited (>3.10**35 erg/s). SMC X-1 has been observed during a full binary orbit starting with a low-state covering an X-ray eclipse and emerging into a bright long-duration flare with two short-duration flares separated by 10 hours. The Be type transient SMC X-2 has been redetected with ROSAT. Variability has been found in the sources RX J0051.8-7231 and RX J0052.1-731 already discovered with Einstein. RX J0101.0-7206 has been discovered at the north-eastern boundary of the giant SMC HII region N66 during an X-ray outburst and half a year later during a quiescent phase. A variable source, RX J0049.1-7250, located north-east of the SMC supernova remnant N19 and which may either be an X-ray binary or an AGN turns out to be strongly absorbed. It may be located behind the SMC. If it is an X-ray binary then it radiates at the Eddington limit in the X-ray bright state. Another variable and hard X-ray source RX J0032.9-7348 has been discovered at the south-eastern border of the body of the SMC. A high mass X-ray binary nature is favored for this source. We searched for CAL87 like systems in the SMC catalog and found none. A new candidate supersoft source RX J0103.8-7254 has been detected. We cannot exclude that it is a foreground object.

研究の動機と目的

• X線データを用いて、小マゼラン雲におけるX線連星系の特定と特徴付けを行う。
• スペクトル的性質に基づき、ハードX線連星候補とソフトX線連星候補を区別する。
• 既知および新規に検出されたX線源における変動性および軌道的挙動を調査する。
• 小マゼラン雲にCAL87に類似したシステムおよびスーパーソフトX線源が存在するかを評価する。
• 例えばRX J0049.1-7250のような高吸収源の距離および性質を特定する。

提案手法

• 1991年10月から1993年10月までの2年間にわたる9回のポイント観測で得られたROSAT PSPCデータの分析。
• 全放射光度が3×10³⁵ erg/sを超えるハードおよびソフトX線源を特定するためのスペクトル選別基準の適用。
• 変動性およびスペクトルの硬さを、候補X線連星を分類する主な指標として用いる。
• HII領域や超新星残骸などの既知の小マゼラン雲構造と源の位置を比較し、距離および関連性を推定する。
• X線フラックスおよびスペクトルモデリングを用いて吸収度を評価し、源の距離および性質を評価する。
• 長期間の変動を追跡するため、以前のEinstein観測との照合を実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 小マゼラン雲のどのX線源が高質量X線連星の特徴を示しているか？
• RQ2 SMC X-1およびSMC X-2のX線光曲線およびスペクトル的性質は、特に軌道周期中にどのように変化するか？
• RQ3 RX J0049.1-7250のような変動的で高吸収のX線源がX線連星として確認可能か、それとも前景のAGNである可能性が高いか？
• RQ4 CAL87に類似したシステム—持続的スーパーソフトX線源—は小マゼラン雲に存在するか？
• RQ5 もしX線連星であるならば、高吸収源RX J0049.1-7250のEddington限界に近いX線放射度はどの程度か？

主な発見

• SMC X-1は、完全な連星軌道を通過し、低状態、X線食、および2つの10時間のフレアを伴う長期間のフレアを観測した。
• Be型トランジエンス型のSMC X-2はROSATで再検出され、その連星性が確認された。
• Einsteinで以前に検出された変動源RX J0051.8-7231およびRX J0052.1-731は、ROSATデータでも顕著な変動を示した。
• RX J0101.0-7206は、HII領域N66の北東縁でX線フレア中に発見され、その後の静止状態でも観測された。
• 小マゼラン雲超新星残骸N19の北東に位置する源RX J0049.1-7250は、高吸収であり、小マゼラン雲の後方にある可能性がある。X線連星である場合、明るい状態ではEddington限界に近い放射を示す。
• 小マゼラン雲の南東縁に位置する新規のハードX線源RX J0032.9-7348が発見され、高質量X線連星の性質が強く支持されている。