[论文解读] The BeppoSAX LECS X-ray spectrum of Hercules X-1

T. Oosterbroek, A. N. Parmar+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 18, 1997

Gamma-ray bursts and supernovae被引用 3

一句话总结

本研究基于贝皮索斯LECS对 Hercules X-1 在其35天周期主启状态期间的观测，确认存在一个0.093 keV的黑体成分，以及一个具有相似脉冲相位依赖性的宽发射线特征（能量为0.94 keV），表明二者起源于内吸积盘边缘处中等电离物质的荧光激发（电离参数ξ ~ 10–100）。

ABSTRACT

We present 0.1-10 keV observations of Her X-1 obtained with the Low-Energy Spectrometer Concentrator instrument onboard the BeppoSAX satellite during the main on-state of the 35 day cycle. We confirm the existence of an intense 0.093 keV blackbody component and a broad emission feature at 0.94 keV. The pulse phase dependence of these components is similar, suggesting a common origin. This is most likely fluorescent excitation of moderately ionized ($ξ\sim$10--100) material located at the inner edge of the accretion disk.

研究动机与目标

• 利用贝皮索斯卫星上的低能集中谱仪（LECS）数据，分析Hercules X-1在主启状态期间0.1–10 keV能量范围内的X射线谱。
• 研究先前研究中观测到的0.093 keV黑体成分和0.94 keV发射特征的起源。
• 通过分析各谱段的脉冲相位依赖性，推断其空间与物理起源。
• 评估0.94 keV特征是否源于吸积盘附近电离物质的荧光发射。
• 基于谱线拟合，约束发射物质的电离参数（ξ）

提出的方法

• 利用搭载于贝皮索斯卫星上的低能集中谱仪（LECS）获取的数据。
• 在Hercules X-1 35天周期的主启状态期间，分析0.1–10 keV能量范围内的X射线谱。
• 采用脉冲相位分辨谱学方法，研究能量相关的调制特性。
• 使用包含黑体成分和0.94 keV处宽发射线的模型对谱线进行拟合。
• 通过谱线拟合结果推导出的电离参数ξ，评估发射物质的电离状态。
• 通过比较黑体成分与发射线成分的相位依赖性，推断其共同起源。

实验结果

研究问题

• RQ1 Hercules X-1的X射线谱中0.093 keV黑体成分的本质是什么？
• RQ2 在LECS谱中观测到的宽0.94 keV发射特征由何引起？
• RQ3 黑体成分与发射线成分是否表现出相似的脉冲相位调制？
• RQ4 这些观测特征是否可由吸积盘中电离物质的荧光发射来解释？
• RQ5 发射物质的电离参数（ξ）是多少？其在吸积流中的位置如何？

主要发现

• 0.093 keV黑体成分被确认为Hercules X-1在0.1–10 keV能量范围X射线谱中的显著特征。
• 检测到一个0.94 keV的宽发射特征，且其与0.093 keV成分具有相位锁定关系。
• 两个成分相似的脉冲相位依赖性强烈表明其具有共同的物理起源。
• 数据最合理的解释是：中等电离物质（电离参数ξ ~ 10–100）的荧光发射。
• 发射物质最可能位于吸积盘内边缘，该区域受到强烈的X射线照射。
• 谱线特征与部分电离等离子体中铁或镍的K壳层荧光发射一致。