[논문 리뷰] BeppoSAX broad-band observations of Gamma Cassiopeiae

Alan Owens, T. Oosterbroek외 4명|arXiv (Cornell University)|1999. 05. 19.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 1인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 1998년 7월의 베포SAX 광대역 X선 관측을 통해 베테르성 감마 카시오페아의 12.5 keV의 투명한 열플라즈마 모델을 제시하며, 0.3 keV 및 1 keV에서 잔류 특징을 발견하였다. 데이터는 백색왜성에 의해 물질을 수축시키는 해석을 지지하며, 2–10 keV 대역에서 6×10³² erg/s의 볼로메트릭 빛샘을 보이며, 안정적인 베테르 성단 단계를 나타내는 일관된 시각적 등급을 보인다.

ABSTRACT

We report broad-band X-ray measurements of the Be star Gamma Cassiopeiae by the BeppoSAX X-ray astronomy satellite. The observations took place on 1998 July, 18-23. The 0.1-200 keV X-ray spectrum is reasonably well fit by an optically thin thermal plasma model of temperature 12.5 +/- 0.6 keV with significant residuals around 0.3 keV and 1 keV. The former is interpreted as the variable soft component reported by ROSAT, although there is no evidence for variability at the 5 % level. For a blackbody interpretation, the fitted temperature is 100 +320 -13 eV, in agreement with the ROSAT value of 200 +/- 10 eV. However, a MEKAL interpretation gives a significantly lower temperature of (48 +/- 11 eV). The fitted abundances are about half solar values, in agreement with previous measurements. At higher energies, the spectrum does not require non-thermal components and the observation of a line at 6.8 keV supports the ASCA interpretation of the source as an accreting white dwarf. Assuming a source distance of 188 pc, the bolometric luminosity in the 2-10 keV band is 6 10^32 erg/s. Simultaneous optical measurements by the Wendelstein Observatory near Munich, indicate that the source continues to be in a late but rather normal Be phase, with no obvious signs of a transition to the Be-shell phase. The measured magnitudes at B, V and R wavelengths of 2.18 +/- 0.06, 2.23 +/- 0.02 and 2.36 + /- 0.03, respectively, confirm this.

연구 동기 및 목표

• 베포SAX 데이터를 사용하여 감마 카시오페아의 광대역 X선 스펙트럼을 특성화하기.
• 부드러운 X선 과잉 및 0.3 keV와 1 keV에서의 흡수 특징의 성격을 조사하기.
• X선 방출이 열플라즈마인지 비열역 과정에서 기인하는지 확인하기.
• 2–10 keV 대역에서의 소스의 거리 및 볼로메트릭 빛샘이 되는지 평가하기.
• 특히 소스가 베테르-쉘 단계로 전환 중인지 여부를 고려하여 X선 행동과 시각적 상태를 연관시키기.

제안 방법

• 1998년 7월 18일에서 23일 사이에 베포SAX 위성으로부터 0.1–200 keV를 커버하는 광대역 X선 데이터를 확보하였다.
• 온도 및 원소 농도 파rameter를 유도하기 위해 열플라즈마 모델(MEKAL 코드)을 사용하여 X선 스펙트럼을 피팅하였다.
• 부드러운 X선 성분의 해석을 평가하기 위해 블랙바디 및 MEKAL 모델 피팅을 비교하였다.
• 0.3 keV 및 1 keV 부근의 스펙트럼 잔류치를 분석하여 가능한 발광 또는 흡수 특징을 식별하였다.
• 소스의 거리를 188 pc로 가정하여 2–10 keV 대역에서 볼로메트릭 빛샘이 되는 것을 계산하였다.
• 베포SAX의 X선 결과를 워든스타인 관측소에서 확보한 동시 시각적 보정과 연관지어 베테르 성의 시각적 상태를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 0.1–200 keV 에너지 범위에서 감마 카시오페아의 주요 X선 방출 메커니즘은 무엇인가요?
• RQ2 0.3 keV 및 1 keV에서의 스펙트럼 잔류치는 변동성이 있는 부드러운 X선 성분을 나타내는지, 또는 본질적인 흡수 특징을 나타내는지 여부는 무엇인가요?
• RQ3 X선 스펙트럼은 열플라즈마 모델로 더 잘 기술되는지, 아니면 비열역 성분으로 더 잘 기술되는지 여부는 무엇인가요?
• RQ4 관측된 6.8 keV 방출선은 수축 중인 백색왜성으로서의 해석을 지지하는가요?
• RQ5 동시 시각적 및 X선 데이터를 바탕으로 감마 카시오페아는 베테르-쉘 단계로 전환 중인가요?

주요 결과

• 0.1–200 keV X선 스펙트럼은 온도가 12.5 ± 0.6 keV인 투명한 열플라즈마 모델로 가장 잘 맞는다.
• 0.3 keV 및 1 keV에서의 잔류치는 변동성이 있는 부드러운 X선 성분을 일관되게 나타내지만, 5% 수준에서 유의미한 변동성은 관측되지 않았다.
• 블랙바디 피팅 결과 온도는 100 +320/-13 eV이며, MEKAL 모델은 더 낮은 온도인 48 ± 11 eV를 제공한다.
• 원소 농도는 이전 측정치와 일치하여 약 반수준의 태양 농도이다.
• 6.8 keV의 방출선은 ASCA의 수축 중인 백색왜성으로서의 X선 소스 해석을 지지한다.
• 거리가 188 pc로 가정할 경우 2–10 keV 대역에서의 볼로메트릭 빛샘이 6 × 10³² erg/s이다.
• 동시 시각적 보정 결과 B = 2.18 ± 0.06, V = 2.23 ± 0.02, R = 2.36 ± 0.03의 등급을 보이며, 소스가 후기이지만 정상적인 베테르 단계에 머물러 있음을 확인한다.