[논문 리뷰] The isolated neutron star candidate RBS1223 (1RXS J130848.6+212708)

A. Schwope, G. Hasinger외 3명|arXiv (Cornell University)|1998. 11. 20.

Astrophysical Phenomena and Observations인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 ROSAT HRI 관측으로 1.6 arcsec의 정밀도를 확보한 후, RBS1223 (1RXS J130848.6+212708)의 극도로 높은 X선 대 광학 흐름 비율(log(f_X/f_opt) > 4.1)을 기반으로, 고립된 중성자별 후보로 식별하였다. 깊은 Keck 이미징은 B ~ 26m까지의 광학 대응체 부재를 확인하였으며, 이는 RX J1856.4-3754 및 RX J0720.4-3125와 유사한 열적 방출 특성을 갖는 고립된 중성자별로의 분류를 지지한다.

ABSTRACT

In the ROSAT Bright Survey (RBS) we have almost completely optically identified the brightest ~2000 high-galactic latitude sources from the ROSAT All-Sky Survey Bright Source Catalogue (1RXS). A small number of sources has empty X-ray error circles on optical images. ROSAT HRI follow-up observations of RBS1223 (=1RXS J130848.6+212708), a soft object with extreme X-ray to optical flux ratio, have confirmed a relatively bright X-ray source, whose position could be determined to an accuracy of 1.6 arcsec (90%) due to the presence of a nearby, X-ray detected bright star. Deep Keck R- and B-band images of the field were taken, but the refined X-ray error circle remains empty to a limiting magnitude B ~ 26m. With an X-ray to optical flux ratio of log (f_X/f_opt)>4.1 this object is almost certainly an isolated neutron star, similar to the two so far best-known examples RX J1856.4-3754 and RX J0720.4-3125. We discuss limits on the number of similar objects in the RBS catalogue.

연구 동기 및 목표

• ROSAT 밝은 별 목록에서 빈 광학 오차 원을 가진 부드러운 X선 소스인 RBS1223의 성격을 규명하고 특성화하는 것.
• X선 대 광학 흐름 비율과 광학 대응체의 미검출 여부를 기반으로 RBS1223이 고립된 중성자별인지 판단하는 것.
• 깊은 광학 이미징을 통해 ROSAT 밝은 별 목록에 유사한 고립된 중성자별이 얼마나 존재할지 제약을 설정하는 것.
• 근처 밝은 항성으로 기준을 삼아 X선 소스의 위치 정확도를 향상시키는 것.
• 다중 파장 데이터를 바탕으로 RBS1223이 열적으로 방출하는 고립된 중성자별일 가능성에 대한 평가를 수행하는 것.

제안 방법

• 근처의 X선으로 밝은 항성으로 기준을 삼아 ROSAT HRI 관측을 통해 RBS1223의 X선 위치를 1.6 arcsec(90% 신뢰도)로 정밀화하였다.
• 정밀화된 X선 오차 원 내에서 광학 대응체를 탐색하기 위해 깊은 Keck R- 및 B-대역 이미징을 수행하였다.
• Keck 노출의 깊이에 기반하여 광학 탐색의 한계 magnitude를 B ~ 26m로 설정하였다.
• 소스의 성격을 평가하기 위해 X선 대 광학 흐름 비율을 log(f_X/f_opt) > 4.1로 계산하였다.
• 광학 대응체의 미검출에 기반하여 RBS 목록 내 유사한 고립된 중성자별의 통계적 한계를 유도하였다.
• RX J1856.4-3754 및 RX J0720.4-3125와 같은 알려진 고립된 중성자별과의 비교를 통해 분류를 지지하는 데 사용하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 RBS1223이 X선 및 광학 성질을 기반으로 고립된 중성자별일 가능성이 있는가?
• RQ2 깊은 이미징 한계를 고려할 때, RBS1223의 진짜 광학 대응체는 무엇이 있는가?
• RQ3 광학 대응체의 미검출에 기반하여 ROSAT 밝은 별 목록 내에 예상되는 고립된 중성자별의 수는 얼마인가?
• RQ4 RBS1223의 극도로 높은 X선 대 광학 흐름 비율은 그가 열적으로 방출하는 고립된 중성자별로의 분류를 지지하는가?
• RQ5 근처의 밝은 항성을 기준으로 삼아 RBS1223의 X선 위치를 정확하게 결정할 수 있는가?

주요 결과

• ROSAT HRI 관측에서 근처의 밝은 항성을 기준으로 삼아 RBS1223의 X선 위치를 1.6 arcsec(90% 신뢰도)로 정밀화하였다.
• 깊은 Keck 이미징은 정밀화된 X선 오차 원 내에서 B ~ 26m까지의 광학 대응체를 탐지하지 못하였다.
• RBS1223의 X선 대 광학 흐름 비율은 log(f_X/f_opt) > 4.1로, 이는 광학 밝기 대비 극도로 X선에서 밝다는 것을 나타낸다.
• 극도로 높은 흐름 비율과 광학 대응체의 부재는 RBS1223가 RX J1856.4-3754 및 RX J0720.4-3125와 유사한 고립된 중성자별로 분류되는 것을 강력히 지지한다.
• 이 연구는 ROSAT 밝은 별 목록에 유사한 고립된 중성자별이 기대되는 수에 대한 상한선을 설정하였다.
• 결과적으로 RBS1223가 강한 열 방출 특성을 갖는 것으로 알려진 고립된 중성자별 후보 중 극소수에 속한다는 것이 확인되었다.