[論文レビュー] Zeeman lines and a single cyclotron line in the low-accretion rate polar 1RXS J012851.9-233931 (RBS0206)

A. Schwope, R. Schwarz+1 more|arXiv (Cornell University)|May 31, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、低降着レートの極星RBS0206（1RXS J012851.9-233931）における最初の光学スペクトロスコピーおよび光度測定観測を報告する。Zeeman吸収特徴は、光球磁場が36 ± 1 MGであることを示し、近赤外域に1つの強力なサイクロトロンヒールが観測され、降着プラズマにおける磁場強度が45 ± 1 MGであることを示唆している。この系は、おそらく90分または146分の軌道周期を有しており、増光変星周期ギャップに位置する。白黒星における磁場構造を研究するための位相分解スペクトロポラリメトリの理想的な標的であることが特定された。

ABSTRACT

We present a low-resolution discovery spectrum and CCD-photometry of the bright X-ray source 1RXS J012851.9-233931 found in the ROSAT All-Sky Survey. These first observations suggest that the source is an AM Herculis star (polar) accreting at a low rate. The optical spectrum is dominated by Zeeman absorption features from the white dwarf, indicating a mean photospheric magnetic field of 36 +- 1 MG. Only weak Balmer line emission was observed. In the near infra-red, a single intense cyclotron hump was observed. The inferred magnetic field strength in the accretion plama is 45 +- 1 MG, the temperature in the plasma is below 2 keV. Likely orbital periods are ~90 min or ~146 min, the latter inside the cataclysmic variable period gap. The system is an ideal target for further detailed investigations of the field structure on a magnetic white dwarf by phase-resolved spectropolarimetry.

研究の動機と目的

• 新しく発見されたX線源1RXS J012851.9-233931（AM Herculis星として特定された低降着レート極星）の磁場的および降着的性質を特徴づけること。
• 光学吸収線におけるZeeman分裂を用いて白色矮星の磁場強度を特定すること。
• 近赤外域のサイクロトロン放射特徴を通じて降着プラズマの性質を調査すること。
• 特に増光変星周期ギャップ内に位置する可能性を考慮して、系の軌道周期を制約すること。
• 白色矮星における磁場構造を研究するための今後の位相分解スペクトロポラリメトリ研究の優れた候補としてこの系を特定すること。

提案手法

• RBS0206の白色矮星スペクトルにおけるZeeman分裂吸収線の検出を目的とした低分解能光学分光測定が実施された。
• CCD光度測定を用いて変動を測定し、近赤外バンドパス内にサイクロトロンヒールが存在するかを特定した。
• Zeeman分裂解析を適用して、吸収特徴の分裂から光球磁場強度を導出した。
• サイクロトロンヒールモデリングを用いて、降着プラズマの磁場強度と温度を推定した。
• 観測された光度変動と増光変星における既知の周期ギャップとの比較に基づき、軌道周期の推定が行われた。
• スペクトロポラリメトリの可能性は、Zeeman特徴およびサイクロトロン放射の強度と安定性に基づいて評価された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 低降着レート極星RBS0206の白色矮星における磁場強度は、その光学スペクトルにおけるZeeman吸収特徴からどのように推定されるか？
• RQ2 近赤外域のサイクロトロンヒールから示唆される降着プラズマの磁場強度と温度はそれぞれ何か？
• RQ3 RBS0206の可能性の高い軌道周期は何か？また、増光変星周期ギャップ内に位置する可能性はあるか？
• RQ4 Zeeman特徴とサイクロトロン特徴の強度および形状を比較すると、降着幾何学的構造にどのような示唆が得られるか？
• RQ5 なぜこの系ではバルマー線の発光が弱いか？これは降着レートおよびプラズマ状態にどのような示唆を含むか？

主な発見

• RBS0206の白色矮星は、平均光球磁場強度が36 ± 1 MGであることを示すZeeman吸収特徴を示している。
• バルマー線の発光は弱くしか検出されず、磁場を有する白色矮星への低降着レートと整合的である。
• 近赤外域に1つの強く明確なサイクロトロンヒールが観測され、降着プラズマにおける磁場強度が45 ± 1 MGであることを示唆している。
• 降着プラズマの温度は2 keV未満であると推定される。
• この系は、おそらく90分または146分の軌道周期を有しており、後者では増光変星周期ギャップ内に位置する。
• この系は、白色矮星における詳細な磁場構造を研究するための今後の位相分解スペクトロポラリメトリの理想的な標的であると特定された。