[論文レビュー] X-ray and optical follow-up observations of the August 1998 X-ray transient in NGC6440

F. Verbunt, van Kerkwijk, M. H.+2 more|arXiv (Cornell University)|May 16, 2000

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、1998年8月の銀河球状星団NGC 6440におけるX線準定常源のX線および光学的追跡観測を、BeppoSAX、ROSAT HRI、および光学画像を用いて実施した。この準定常源のX線放射度は18日間で400倍に減少し、青色の光学的対応体（B ≈ 22.7、(B−R)₀ ≤ 0）が、低質量X線連星系における中性子星の期待値と整合的である強力な候補者として特定された。

ABSTRACT

The BeppoSAX Wide Field Cameras detected a transient in NGC6440 on 1998 Aug 22. ROSAT did not detect this source on 1998 Sep 8, indicating that the X-ray flux had decreased by a factor 400 at least, and/or that the X-ray spectrum had become appreciably softer. Analysis of archival ROSAT HRI data reveals two sources associated with NGC6440; one of these may be the transient in quiescence. We have also obtained B and R images of NGC6440 on 1998 Aug 26 and again on 1999 July 15, when the transient had returned to quiescence. Subtraction of these images reveals one object in the core which was brighter in B, but not in R, during the X-ray outburst. We estimate B=22.7 and (B-R)o<0 on 1998 Aug 26, which makes it a viable candidate counterpart.

研究の動機と目的

• 1998年8月にNGC 6440で検出されたX線準定常源の光学的対応体を特定すること。これは、球状星団における準定常源の挙動を理解するための重要なステップである。
• ROSAT HRI観測を用いて準定常源のX線位置を改善し、光学的源との一致における不確実性を低減すること。
• 軟X線準定常源におけるX線と光学的明るさの既知の相関を活用し、X線爆発と相関する光学的変光を探索すること。
• 予測された光学的明るさと観測された明るさを比較することで、準定常源が低質量X線連星系における中性子星であるかどうかを評価すること。
• 既知のパルサーPSR B1745−20が準定常源の原因である可能性を除外すること。

提案手法

• 1998年9月8日にROSAT HRI観測を実施し、準定常源のX線位置を改善した。標準的なデータ還元とバックグラウンド差し引き光子数カウントによる源検出を実施した。
• 1991年から1994年の間のアーカイブROSAT HRIデータを分析し、NGC 6440内に恒常的なX線源が存在するかを特定した。これには、静止状態にある候補も含まれた。
• 1998年8月26日（爆発中）および1999年7月15日（静止状態）にNGC 6440のBバンドおよびRバンド光学画像を取得し、変光を検出することを目的とした。
• 画像差分法を用いて、X線爆発中にBバンドで明るくなった源を分離し、(B−R)₀ ≤ 0を満たす候補対応体を同定した。
• 標準的な減光補正（E(B−V) = 1.0）を用いて光学的明るさを校正し、van Paradijs & McClintock (1994)の関係式から予測された明るさと観測値を比較した。
• BeppoSAXおよびRXTE/ASMのX線光度曲線を用いて、光学観測時（約2×10³⁶ erg s⁻¹）のX線放射度を推定し、明るさの予測を可能にした。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 1998年8月のNGC 6440におけるX線準定常源の光学的対応体は何か？ また、X線爆発と相関する変光を示すか？
• RQ2 この準定常源のX線放射度の減衰は理論的モデルとどのように比較されるか？ これはスペクトルの進化に何を示唆するか？
• RQ3 光学的対応体候補は、低質量X線連星系における中性子星の期待される明るさと色と整合的か？
• RQ4 NGC 6440に既知のパルサーPSR B1745−20が、この準定常源のX線放射の原因である可能性はあるか？
• RQ5 ROSAT HRI観測によるX線位置の改善が、光学的対応体同定に与える意義は何か？

主な発見

• 1998年8月26日から9月8日までの間に、準定常源のX線放射度は少なくとも400倍に減少した。スペクトルがややソフト化した可能性がある。
• 1998年8月26日、B ≈ 22.7および(B−R)₀ ≤ 0を示す光学的対応体候補が特定された。これは、X線爆発中にBバンドで明るくなった青色の源であることを示している。
• 観測されたB明るさ（22.7）は、1時間の公転周期を持つ系についてvan Paradijs & McClintock (1994)の関係式から予測された値と整合的であるが、±1等級の不確実性の範囲内での偶然の一致である可能性がある。
• 1998年9月8日のROSAT HRI観測では、誤差円内にX線源が検出されず、X線放射度が約5.2 × 10⁻⁵ cts/s未満（95%信頼区間）であると整合的である。
• 既知のパルサーPSR B1745−20は、観測された放射度を説明するにはX線放射度が低すぎるため、準定常源の原因である可能性は低い。
• X線光度曲線は、e-減衰時間の約5日間と一致する急速な減衰を示しているが、ROSAT観測時までに減衰が加速したか、またはスペクトルが顕著にソフト化した可能性がある。