[论文解读] BeppoSAX Observations of the Atoll X-Ray Binary 4U0614+091

S. Piraino, A. Santangelo+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 6, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations被引用 3

一句话总结

本研究利用BeppoSAX首次获得了脉动中子星X射线双星4U0614+091的同步宽能段X射线谱（0.3–150 keV）。该谱识别出一个硬X射线尾端，其最佳模型为电子温度高于220 keV的热Compton化，或非热幂律谱；同时检测到与光学厚吸积盘Compton反射一致的谱特征，显示出幂律谱指数与反射分數之间的相关性，与黑洞X射线双星及赛弗特星系中观测到的相关性相似。

ABSTRACT

We report the first simultaneous measurement of the broad band X-ray (0.3-150 keV) spectrum of the neutron star x-ray binary 4U0614+091. Our data confirm the presence of a hard x-ray tail that can be modeled as thermal Comptonization of low-energy photons on electrons having a very high temperature, greater than 220 keV, or as a non-thermal powerlaw. We detected a spectral feature that can be interpreted as reprocessing, via Compton reflection, of the direct emission by an optically-thick disk and found a correlation between the photon index of the power-law tail and the fraction of radiation reflected which is similar to the correlation found for black hole candidate x-ray binaries and Seyfert galaxies.

研究动机与目标

• 在0.3–150 keV能量范围内，首次获得类阿特尔型X射线双星4U0614+091的同步宽能段X射线谱。
• 确定4U0614+091中观测到的硬X射线尾端的物理起源，区分热Compton化与非热幂律辐射。
• 研究源谱中Compton反射特征的存在性及其特性。
• 检验在黑洞X射线双星与赛弗特星系中先前观测到的幂律谱指数与反射辐射分數之间的相关性，是否同样存在于中子星系统中。

提出的方法

• 获取BeppoSAX卫星在0.3–150 keV能量范围内的同步X射线数据。
• 采用结合多色盘状黑体、幂律成分与Compton反射驼峰的模型，对观测到的连续谱进行拟合。
• 通过高温电子群体（>220 keV）的热Compton化模型来模拟硬X射线尾端。
• 采用非热幂律成分对尾端进行替代建模，以评估光谱的一致性。
• 对幂律成分的光子指数与反射辐射分數之间的相关性进行定量分析。
• 将4U0614+091的光谱行为与黑洞候选X射线双星及赛弗特星系进行比较，以评估光谱相关性的普适性。

实验结果

研究问题

• RQ1 4U0614+091的X射线谱中硬X射线尾端的物理起源是什么？
• RQ2 4U0614+091中观测到的谱特征能否由光学厚吸积盘的Compton反射来解释？
• RQ3 在该中子星系统中，幂律成分的光子指数与反射辐射分數之间是否存在相关性？
• RQ4 4U0614+091的光谱行为在反射特性与硬尾端特性方面，与黑洞X射线双星及赛弗特星系相比如何？

主要发现

• 4U0614+091的宽能段X射线谱揭示了一个硬X射线尾端，其最佳模型为电子温度超过220 keV的热Compton化。
• 采用非热幂律成分的替代拟合同样能良好描述硬尾端，表明热与非热起源之间存在光谱模糊性。
• 检测到与Compton反射一致的谱特征，表明直接辐射被光学厚吸积盘重新处理。
• 发现幂律尾端的光子指数与反射辐射分數之间存在相关性，与先前在黑洞X射线双星及赛弗特星系中观测到的趋势一致。
• 4U0614+091的光谱特征表明，基于反射的光谱相关性可能是包括中子星系统在内的各类X射线源的普遍特征。