[論文レビュー] VHE Observations of the Binary Candidate HESS J0632+057 with H.E.S.S. and VERITAS

G. Maier, Joanna Skilton|arXiv (Cornell University)|Nov 9, 2011

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、H.E.S.S.およびVERITASを用いて、2年以上にわたるVHEガンマ線観測を実施し、H.E.S.S. J0632+057の二重星候補としての性質を確認した。この源は12σを超える有意水準の点源として確認された。データは、321日周期のX線とVHEガンマ線の変動の相関を示しており、ガンマ線連星系の可能性を示唆しているが、放射線の流量間に有意な相関は認められず、時間遅れは0に一致している。

ABSTRACT

HESS J0632+057 is an unidentified gamma-ray source located in the Monoceros region, probably associated with the massive Be star MWC 148. H.E.S.S. and VERITAS observations in the very high energy (VHE) range combined with Swift X-ray data indicate that this object is a new member of the elusive gamma-ray binary class. We present here results of VHE gamma-ray observations from VERITAS and HESS at energies above 100 GeV taken over more than six years. The observations confirm HESS J0632+057 as a point-like VHE source with a significance of more than 12 standard deviations. The VHE gamma-ray results are discussed in the context of contemporaneous X-ray observations with Swift XRT.

研究の動機と目的

• H.E.S.S. J0632+057の非常に高エネルギー（VHE）ガンマ線放射を調査すること。この源は、Be星MWC 148と関連するガンマ線連星候補である。
• 長期間にわたるVHEおよびX線モニタリングに基づき、この源が連星系と整合する変動を示すかどうかを特定すること。
• VHEガンマ線とX線の流量の相関関係を検討し、放射メカニズムおよび公軌道モードを推測すること。
• 非常に高エネルギーガンマ線連星、すなわち非常にまれで未解明な源のクラスにおける物理的プロセスの理解を深めること。

提案手法

• H.E.S.S.およびVERITASのチェレンコフ望遠鏡を用いて、6年を超える長期間にわたるVHEガンマ線観測を実施し、合計150時間以上の観測時間を得た。
• H.E.S.S.およびVERITASのVHEデータを、Swift XRTによる同時X線光曲線と統合し、流量の変動および公軌道モードを検討した。
• X線とVHEガンマ線の流量変動の時間遅れを測定するために、z変換離散相互相関関数（ZDC）を適用した。
• 事前に得られたX線観測から得られた321日周期を用いて、位相畳み込みを実施し、VHEおよびX線光曲線を比較可能な形に整えた。
• 天候不良やハードウェアの問題による観測を除外するための品質基準を適用し、データの信頼性を確保した。
• 標準的なIACT解析パイプライン（例：H.E.S.S.用HAPバージョン11.02）を用いて、流量と有意水準を抽出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 H.E.S.S. J0632+057は、連星系と整合する変動を示すVHEガンマ線源であるか？
• RQ2 H.E.S.S. J0632+057のVHEガンマ線とX線の光曲線は、321日周期で相関する変動を示すか？
• RQ3 X線とVHEガンマ線の流量ピークの時間遅れは何か？ これは放射メカニズムに何を示唆するか？
• RQ4 H.E.S.S. J0632+057において、X線とVHEガンマ線の流量間に有意な相関があるか？
• RQ5 観測された変動が、この系におけるコンパクト天体の性質および放射プロセスに与える意味は何か？

主な発見

• H.E.S.S. J0632+057は、12標準偏差を超える有意水準の点源として確認された。
• この源は強く変動しており、VHE放射は主に位相0.2から0.5の間の特定の公軌道位相でのみ検出された。
• VHEガンマ線光曲線のピークは位相0.27 ± 0.05に位置しており、公軌道モードを示している。
• X線とVHEガンマ線の流量間に有意な相関は認められず、共通の321日周期にもかかわらずそうである。
• z変換離散相互相関関数により、時間遅れは-17.6⁺¹⁴.⁶₋¹⁵.²日と算出され、0に一致しており、明確なリード・ラグ関係は示唆されない。
• VERITASは2009年春および2010年春に12σを超える有意水準でVHE放射を検出しており、MAGICも2011年春に検出を報告しており、複数の機器による一貫性が確認された。