Transcript Chandra/XMMによるULX観測；東北大学

Chandra および XMM-Newton による
近傍銀河の大光度Ｘ線天体の観測
牧島一夫, 杉保昌彦(東大理), 久保田あや(宇宙研), 水野恒史(広大理)
「あすか」の重要な成果の１つ
『近傍銀河の腕に見られる大光度
(1039.5-40.5 erg/s) のＸ線点源 (ULX;
Ultra-Luminous X-ray Souce)は〜
100M◎のブラックホールで、 Eddington
限界に近い質量降着が起きている』(文
献は予稿集を参照)
⇒ この独創的シナリオを、新世代の Ｘ
線衛星を用いて強化したい
Chandraで見たNGC4038
2003/３/25
天文学会2003春
Chandra/XMM-Newton 公開データ
(1)銀河の選定
Chandra ACIS の
2002年９月までに公開され、
距離 2～30 Mpc, 露光＞5 ksec
を満たす全NGC/IC 銀河
・Chandra ⇒ 65銀河（E/S0 19、
渦巻39、Irr ７）
・Newton ⇒ 30銀河 (渦巻/Irr)
(2)点源の検出
スペクトルの例
NGC2403
X-3
MCD fit
Tin= 1.1 keV
L= 2.0e39erg/s
「あすか」 (Kotoku et al.
2001)を再確認
＞ 2×1038 erg/s ⇒～1000点源
(3)スペクトル解析サンプル
＞800 cts,非SNR, pileup＜10％
⇒ 〜50点源(すべて渦巻/Irr中)
2003/３/25
天文学会2003春
0.5
PL fit
1
2
3
Energy (keV)
5
２つの型のULX（明るい50天体）
Power-Lawでのフィット
６
2.0
Reduced Chi-square
４
MCDが良く合う
MCD型
PL型
2
1.5
0
1.0
38
39
40
logLX(0.5-10 keV) erg/s
区別不可 PLが良く合う
・ MCD型とPL型のULXが
0.5
・
0.5
1.0
1.5 2.0 ほぼ同数(16:18)
「あすか」では10:3
MCD モデルでのフィット
・光度分布は大差なし
2003/３/25
天文学会2003春
H-R図 (Aya plot)
MCD型の天体
(降着円盤光度 Lx,内縁温度Tin )
⇔(BH質量, Lbol/LE)
L＞1039 erg/s の天体は
Tinが高く、見かけ上、
Lbol＞LEの領域に来る。
39
Log Lbol
△
Lbol
□：「あすか」
=Chandra/Newton
LE
40 □「あすか」
３衛星を合わせ～10個
の天体を複数回観測
→ Rin≠一定の変動
38
「あすか」の結果を確認
(Mizuno et al. 2001)
0.3
2003/３/25
0.5
1
Tin (keV)
2
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標準降着円盤と解釈
できる天体も発見
(NGC253 Source 1)
状態遷移
MCD
３衛星を通算して、５天体からMCD状態
⇔ PL状態の遷移を検出
MCD型とPL型は、同じ種族の違う状態
個々の天体では、MCD状態の方が明るい
⇒「あすか」を追認(Kubota et al.2001)
M81 X-9
PL
「あすか」
モデル
Lbol =LE
PL状態の光度
MCD N1313
Src B
Newton PL
データ
2003/３/25
Tin 〜 1 keV, L 〜 LE
で状態遷移が起きる
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銀河の型との相関(?)
Chandraの全点源 サ
ンプルの光度関数
E/S0
Sa〜Sbc
Sc, Sd, Irr
12
9
Ｘ線スペクトルが決
まったULX
MCD型
PL型
6
3
0
S0 Sa Sab Sb Sbc Sc Scd Sd Sm Ir
38
39
40
母銀河の形態
log Lx (0.5-10 keV)
ULXの性質と母銀河の形態との間
には面白い相関がありそうだが、
選択バイアスは強いと思われる
2003/３/25
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解釈とまとめ
• MCD型のULXは、臨界降着率を超えた質量
降着のもと、BH周りに「スリム円盤」が
形成された状態 (Watarai et al.2001)。
• PL型のULXは、臨界降着率の付近で円盤に
強いComptonizationが生じ、スペクトル
が硬くなった状態 (Kubota et al. 2001)。
• 「あすか」の提示した『ULXは降着率の高
い 数十〜100M◎のBH 』という描像が強化
された(Kubota, Done & Makishima 2002)。
2003/３/25
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