[论文解读] 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 4

一句话总结

本研究利用 BeppoSAX、ROSAT HRI 和光学成像，对 1998 年 8 月银河系球状星团 NGC 6440 中一个 X 射线暂现源进行了 X 射线与光学后续观测。该暂现源的 X 射线流量在 18 天内衰减了 400 倍，一个蓝色光学源（B ≈ 22.7，(B−R)₀ ≤ 0）被识别为最可能的对应体，与低质量 X 射线双星系统中中子星的预期一致。

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.

研究动机与目标

• 识别 1998 年 8 月在 NGC 6440 检测到的 X 射线暂现源的光学对应体，这是理解球状星团中暂现行为的关键一步。
• 利用 ROSAT HRI 观测改进暂现源的 X 射线位置，以减少光学源匹配中的不确定性。
• 通过利用软 X 射线暂现源中 X 射线与光学亮度之间的已知相关性，搜索与 X 射线爆发相关的光学变异性。
• 通过比较预测与观测到的光学星等，评估该暂现源是否与低质量 X 射线双星系统中的中子星一致。
• 排除其他可能的 X 射线源，如已知脉冲星 PSR B1745−20，作为暂现源的起源。

提出的方法

• 于 1998 年 9 月 8 日获取 ROSAT HRI 观测，以改进暂现源的 X 射线位置，采用标准数据处理和通过背景减去的光子计数法进行源检测。
• 分析了 1991–1994 年的档案 ROSAT HRI 数据，以识别 NGC 6440 中的持久 X 射线源，包括一个处于休眠状态的候选体。
• 于 1998 年 8 月 26 日（爆发期间）和 1999 年 7 月 15 日（休眠状态）获取 NGC 6440 的 B 和 R 波段光学图像，以检测变异性。
• 通过图像相减法，分离出在 X 射线爆发期间 B 波段变亮的源，识别出一个 (B−R)₀ ≤ 0 的候选对应体。
• 使用标准消光校正（E(B−V) = 1.0）校准光学星等，并将预测星等与 van Paradijs & McClintock (1994) 关系的预测值进行比较。
• 利用 BeppoSAX 和 RXTE/ASM 的 X 射线光 lightcurve 估算光学观测时刻的 X 射线光度（约 2×10³⁶ erg s⁻¹），从而实现星等预测。

实验结果

研究问题

• RQ1 1998 年 8 月 NGC 6440 中 X 射线暂现源的光学对应体是什么？它是否表现出与 X 射线爆发相关的相关变异性？
• RQ2 该暂现源的 X 射线流量衰减行为与理论模型相比如何？这对其光谱演化有何启示？
• RQ3 候选光学对应体的星等与颜色是否与低质量 X 射线双星系统中中子星的预期一致？
• RQ4 NGC 6440 中已知的脉冲星 PSR B1745−20 是否可能是该暂现源 X 射线辐射的来源？
• RQ5 ROSAT HRI 观测对 X 射线位置的改进对光学对应体识别有何重要意义？

主要发现

• 1998 年 8 月 26 日至 9 月 8 日期间，暂现源的 X 射线流量至少衰减了 400 倍，可能存在光谱软化现象。
• 1998 年 8 月 26 日识别出一个候选光学对应体，其 B ≈ 22.7 且 (B−R)₀ ≤ 0，表明其为一个在 X 射线爆发期间 B 波段变亮的蓝色源。
• 该候选体的观测 B 星等（22.7）与 van Paradijs & McClintock (1994) 关系对轨道周期为 1 小时系统的预测值一致，尽管在 ±1 星等的不确定范围内，这种一致性可能为偶然。
• 1998 年 9 月 8 日的 ROSAT HRI 观测未在误差圆内检测到 X 射线源，与 X 射线流量低于 ~5.2 × 10⁻⁵ cts/s（95% 置信度上限）的预期一致。
• 已知脉冲星 PSR B1745−20 不太可能是该暂现源的来源，因其 X 射线光度过低，无法解释观测到的流量。
• X 射线光曲线显示快速衰减，时间常数约为 5 天，但到 ROSAT 观测时，衰减可能已加速，或光谱显著软化。