[论文解读] The XMM-Newton/Chandra monitoring campaign of the Galactic center region: Description of the program and preliminary results

R. Wijnands, J. J. M. in ’t Zand+11 more|UvA-DARE (University of Amsterdam)|Aug 30, 2005

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 33被引用 68

一句话总结

本研究首次对银河系中心区域开展了XMM-Newton/Chandra联合监测观测，聚焦于10 keV以下的暗弱X射线暂现源（VFXTs）。通过同步X射线观测与后续射电数据，识别出多个VFXTs及暗弱暂现源，表明Sgr A*附近VFXT的密度显著高于明亮暂现源，暗示其为本征暗弱而非倾角效应所致，挑战了现有的吸积模型。

ABSTRACT

We present the first results of our X-ray monitoring campaign on a 1.7 square degree region centered on Sgr A* using the satellites XMM-Newton and Chandra. The purpose of this campaign is to monitor the behavior (below 10 keV) of X-ray sources (both persistent and transient) which are too faint to be detected by monitoring instruments aboard other satellites currently in orbit (e.g., Rossi X-ray Timing Explorer; INTEGRAL). Our first monitoring observations (using the HRC-I aboard Chandra) were obtained on June 5, 2005. Most of the sources detected could be identified with foreground sources, such as X-ray active stars. In addition we detected two persistent X-ray binaries (1E 1743.1-2843; 1A 1742-294), two faint X-ray transients (GRS 1741.9-2853; XMM J174457-2850.3), as well as a possible new transient source at a luminosity of a few times 1E34 erg/s. We report on the X-ray results on these systems and on the non-detection of the transients in follow-up radio data using the Very Large Array. We discuss how our monitoring campaign can help to improve our understanding of the different types of X-ray transients (i.e., the very faint ones).

研究动机与目标

• 监测银河系中心区域10 keV以下的X射线源，重点关注其他卫星难以探测的暗弱和暂现系统。
• 识别并表征先前任务无法探测到的极暗弱X射线暂现源（VFXTs）和暗弱暂现源。
• 探究Sgr A*附近VFXT数量过剩是否源于本征暗弱性，而非观测偏倚（如高倾角系统）。
• 评估倾角与散射在X射线光度抑制中的作用，特别是对食变源和吸光源的影响。
• 深化对低光度X射线双星中吸积物理机制的理解，特别是弱风吸积供源的系统。

提出的方法

• 利用XMM-Newton与Chandra开展协调X射线监测，聚焦于以Sgr A*为中心的1.7平方度区域。
• 采用Chandra的HRC-I仪器对X射线变异性与暂现源进行高时间分辨率监测。
• 利用甚长基线射电望远镜阵列（VLA）开展后续射电观测，搜寻X射线暂现源的射电对应体。
• 通过档案数据与多波段星表交叉识别X射线源，以分类持久源与暂现源。
• 分析X射线光 light curves 与谱型，确定峰值光度与变异性特征，尤其关注食变与吸光源。
• 通过对比观测光度与各向同性辐射及散射模型的理论预期，评估倾角效应的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 观测到的极暗弱X射线暂现源（VFXTs）是否为本征暗弱，还是因高倾角几何结构导致遮挡？
• RQ2 为何银河系中心区域VFXT的数量密度显著高于明亮暂现源？
• RQ3 所探测到的暗弱暂现源与VFXTs是否表现出与低质量伴星风吸积一致的特征？
• RQ4 散射与冕状发射在使某些系统表观光度低于其本征光度方面起何种作用？
• RQ5 VFXTs中缺乏明亮对应体是否可排除其未来演化为更明亮状态的模型？

主要发现

• 该监测识别出两个持久X射线双星（1E 1743.1–2843 和 1A 1742–294）以及两个暗弱暂现源（GRS 1741.9–2853 和 XMM J174457–2850.3），其光度接近10^34 erg s⁻¹。
• 在光度为数倍10^34 erg s⁻¹处发现一个可能的新暂现源，表明存在此前未被探测到的低光度系统。
• 后续VLA观测未探测到X射线暂现源的射电对应体，暗示其射电- X射线通量比可能较低，或射电发射持续时间极短。
• 在Sgr A* 15′范围内，VFXTs数量远超明亮暂现源，共发现7个VFXTs、3个暗弱暂现源，仅3个明亮至极亮暂现源。
• 识别出两个食变源（CXOGC J174540.0–290031 和 AX J1745.6–2901），但Chandra数据中前者无食变现象，降低了二者为同一源的可能性。
• Sgr A*附近VFXTs的观测过剩极不可能仅由倾角效应造成，即使具有强直接视线发射证据的系统也表现出本征暗弱性，表明本征暗弱性是主导因素。