[论文解读] BeppoSAX broad-band observations of Gamma Cassiopeiae

Alan Owens, T. Oosterbroek+4 more|arXiv (Cornell University)|May 19, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用 3

一句话总结

本研究基于1998年7月的BeppoSAX全波段X射线观测，对御夫座γ星（Gamma Cassiopeiae）进行分析，发现其X射线谱可由12.5 keV的非光学厚热等离子体模型描述，并在0.3 keV和1 keV处存在残差特征。数据支持吸积白矮星的解释，其在2–10 keV能段的光度为6×10³² erg/s，且一致的光学星等表明该源处于稳定的Be相位。

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.

研究动机与目标

• 利用BeppoSAX数据表征御夫座γ星的全波段X射线能谱。
• 研究0.3 keV和1 keV处软X射线过量及吸收特征的性质。
• 确定X射线发射是源于热等离子体还是非热过程。
• 估算源在2–10 keV能段的光度及总辐射光度。
• 将X射线行为与光学状态相关联，特别是判断该源是否正向Be环面相过渡。

提出的方法

• 获取1998年7月18日至23日期间BeppoSAX卫星在0.1–200 keV能量范围内的全波段X射线数据。
• 使用非光学厚热等离子体模型（MEKAL代码）拟合X射线能谱，以推导温度和元素丰度参数。
• 比较黑体模型与MEKAL模型的拟合效果，以评估软X射线成分的解释。
• 分析0.3 keV和1 keV附近的谱残差，识别可能的发射线或吸收特征。
• 采用188 pc的距离假设，计算2–10 keV能段的总辐射光度。
• 将X射线结果与温德尔施泰因天文台同步获取的光学测光数据相关联，以评估该Be星的光学状态。

实验结果

研究问题

• RQ1 在0.1–200 keV能量范围内，御夫座γ星的主导X射线发射机制是什么？
• RQ2 0.3 keV和1 keV处的谱残差是否表明存在可变的软X射线成分或本征吸收特征？
• RQ3 X射线能谱更宜用热等离子体模型描述，还是非热成分更合适？
• RQ4 观测到的6.8 keV发射线是否支持将X射线源解释为吸积白矮星？
• RQ5 基于同步获取的光学与X射线数据，御夫座γ星是否正经历向Be环面相的转变？

主要发现

• 0.1–200 keV能段的X射线能谱最佳拟合为温度为12.5 ± 0.6 keV的非光学厚热等离子体模型。
• 0.3 keV和1 keV处的残差与可变软X射线成分一致，但未在5%显著性水平检测到显著变异性。
• 黑体模型拟合得到温度为100 +320/-13 eV，而MEKAL模型给出的温度为48 ± 11 eV。
• 元素丰度约为太阳值的一半，与先前测量结果一致。
• 6.8 keV发射线支持ASCA对吸积白矮星为X射线源的解释。
• 在距离188 pc的假设下，2–10 keV能段的总辐射光度为6 × 10³² erg/s。
• 同步光学测光显示B = 2.18 ± 0.06，V = 2.23 ± 0.02，R = 2.36 ± 0.03，证实该源仍处于晚期但正常的Be相。