[논문 리뷰] Flow geometry variation of IGR 17091-3624 as revealed by Comptonizing Efficiency and its comparison with GRS 1915+105

Partha Sarathi Pal, Sandip K. Chakrabarti|arXiv (Cornell University)|2015. 01. 08.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 16인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 블랙홀 후보자 IGR 17091-3624에서의 컴프턴 효과 효율성(CE) 변화와 GRS 1915+105에서의 변화를 비교하여, 질량 차이가 크더라도 다양한 변동성 클래스 간에 유사한 광선 곡선 패턴과 CE 행동을 보임을 밝혀내며, 이는 블랙홀 질량에 영향을 받지 않는 동적 경도 비율 또는 CE 기반의 변동성 상태 분류가 가능할 것임을 시사한다.

ABSTRACT

Variability class transitions in the enigmatic black hole candidate GRS 1915+105 has been known to accompany variation of distinct flow geometry as is evidenced by the behavior of Comptonizing Efficiency (CE). This dynamical hardness ratio is defined to be the ratio between the number of power-law (hard) photons and injected seed (soft) photons and to some extent represent the geometry of the so-called Compton cloud. Similarities of light curves in some variability classes in GRS 1915+105 and IGR 17091-3624 have been reported in the literature. In the present paper, we present some more variability classes for which the light curves are similar. We examine CE variations in all these light curves of IGR 17091-3624 and find that they are also similar to what was reported for GRS 1915+105, even though masses of these objects are believed to be widely different. This shows that characterization of variability classes based on dynamical hardness ratios or CEs is likely to be black hole mass independent.

연구 동기 및 목표

• IGR 17091-3624의 변동성 클래스 전이가 GRS 1915+105에서 관찰된 바와 유사한 컴프턴 효과 효율성(CE) 행동을 보이는지 조사하기.
• 관측된 광선 곡선과 CE 변화의 유사성이 블랙홀 질량에 독립적인 변동성 상태 분류를 의미하는지 확인하기.
• 다이나믹 경도 비율(또는 CE)을 다양한 블랙홀 질량에서의 질량에 관계없이 원형 흡착 유량 기하학을 진단하는 도구로 확장하기.

제안 방법

• 여러 변동성 클래스에 걸쳐 IGR 17091-3624의 X선 광선 곡선 분석.
• 컴프턴 효과 효율성(CE)을 파wer-라인(경도) 광자 수와 주입된 시드(부드러운) 광자 수의 비율로 계산.
• IGR 17091-3624의 CE 변화를 이전에 확립된 GRS 1915+105의 CE 행동과 비교.
• 광선 곡선 형태를 이용해 IGR 17091-3624의 변동성 상태를 식별하고 분류.
• CE 추세를 기반으로 두 소스 간의 변동성 클래스 전이를 교차 비교.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 IGR 17091-3624와 GRS 1915+105는 각각의 변동성 클래스에서 유사한 컴프턴 효과 효율성(CE) 변화를 보이는가?
• RQ2 IGR 17091-3624의 변동성 클래스 광선 곡선 형태는 GRS 1915+105의 것과 유사한가?
• RQ3 IGR 17091-3624와 GRS 1915+105 사이의 블랙홀 질량 차이가 크더라도 관측된 CE 행동의 유사성은 유지되는가?
• RQ4 다이나믹 경도 비율 또는 CE는 블랙홀 후보자에서 질량에 독립적인 흡착 유량 기하학 진단 도구로 사용될 수 있는가?

주요 결과

• IGR 17091-3624는 GRS 1915+105에서 관측된 바와 유사한 컴프턴 효과 효율성(CE) 변화를 보인다.
• 두 소스의 대응되는 변동성 클래스 광선 곡선은 강한 형태 유사성을 보인다.
• IGR 17091-3624와 GRS 1915+105 사이의 블랙홀 질량 차이가 크더라도, 그들의 CE 행동은 정량적·정성적으로 유사하다.
• 다른 질량에서 CE 추세의 일관성은 블랙홀 변동성 상태의 질량에 독립적인 분류 도구로 다이나믹 경도 비율을 사용할 수 있음을 뒷받침한다.