Transcript XTE/ASM、PCA、HEXTEの感度と観測成果

XTE/ASM, PCA, HEXTEの
感度と観測成果
中島基樹
RXTE (搭載観測装置)
RXTE衛星
3種類のX線検出器を搭載
ASM (All Sky Monitor)
HEXTE
全天X線モニタカメラ
PCA
比例計数管(2-60keV)
PCA
HEXTE
ASM
シンチレーション検出器
(15-250keV)
PCA




(Proportional Counter
Array)
Xe+メタン 混合ガスの比例計数管
エネルギー感度 : 2-60 [keV]
撮像性能は無い
Backgroundは標準的にモデル計算
PCA断面図 X-ray
•宇宙X線背景放射
•荷電粒子によるevent
•検出器や衛星本体の
物質の放射化
PCA background
コリメータ
比例計数管
Energy (keV)
HEXTE
(High Energy X-ray Timing Experiment)
 NaI/CsI シンチレーション検出器 + 光電子増倍管
 エネルギー感度 : 15-250 [keV]
 撮像性能は無い
HEXTE background
I
Pb
HEXTEの全体像
Energy (keV)
RXTE/ASM,PCAで狙ってきたサイエンス
 早い時間変動（MSPs, QPO）
 広帯域のスペクトル（2-250 keV）
 X線スペクトル、放射強度の長期変動
 未知のトランジェント天体の探査
etc.
Binary X-ray Pulsar
質量降着型
回転周期
（X線パルサー）
（3~800s）
恒星
質量降着
双極子磁場
Lx~1037[erg s-1]
 アウトバースト中のパル
ス周期の変遷
 質量降着
 Soft component
 サイクロトロン共鳴線
etc
4U0115+63
PCA
~300mCrab
<10mCrab
NPEX model (Mihara 1995)
FNPEX(E)=(AE-a+BE-b)exp(-E/kT)
4U0115+63の代表的なスペクトル
b=-2.0 fixed
C
A
B
2
D(WE/Er)
CYAB(E)=σ(E)NH =
PCA
(E-Er)2+W2
F(E)=FNPEX(E) exp(-CYAB(E))
共鳴エネルギー Er
HEXTE
10.8±0.2 keV 10.4±0.1 keV14.2±0.4 keV
0.93×1012 G 0.90×1012 G 1.22×1012 G
NPEX
磁場が有意に変化
NPEX×CYAB
B から C への変化
Residuals
10.4 keV
B
15.1 keV
C
20
共鳴エネルギーErの変化
1.2
Er (keV)
(2~7)×1037 (erg s-1)
の間で共鳴エネルギー
は 10~15 keVまで
急激に変化
1.4
暗くなると磁場は上げ止まる
( B0~1.4×1012 G )
0.9
10
全34のデータの
X線光度 Lx と基本波の
共鳴エネルギー Er を
表示
×1012G
Lx (1037 erg s-1)
X0331+53
X0331+53 の共鳴線の変化
Data/Model ratio
明るい
×1012G
2.4
2.0
4U0115+63と同じ傾向の
変動現象を示した
暗い
20
30 40 50
Energy [keV]
共鳴散乱が生じている高度の変化
降着円筒
RNS=10 km
(光学的に厚い)
Hs
2km
B
Hs
×1012G
Hs ∝ Lx
(Burnard et al. 1990)
1km
B0
パルサー磁極
0.5km
磁気双極子 B(r)∝r-3
0.2km
磁場の変動は共鳴散乱が生じている
B
Hs+RNS -3
=
B0
高さの変化で説明できる
RNS
(
0.9
)
12 [G]
-1/3
パルサー表面：B
=
1.4×10
Hs/RNS = (B/B0) -1 0
Lx (1037 erg s-1)
1.2
1.4
filled mark: 解析結果
open mark: 参考文献より
A0535
Cep X-4
MX0656
4U0115+63
X線光度と共鳴磁場の関係
Her X-1
4.3 ×1012G
3.4
2.6
6つの質量降着型
X線パルサーで比較
X0331+53 1.7
3つの天体で
Erの変化が起きている
 >1037 erg s-1 にならな
いと共鳴磁場の変動
は始まらない
0.9  X線光度が明るくなる
と、共鳴磁場は弱くな
る
NSs
(binaries)
BHc
GRS1915