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HXMT 银河系扫描

HXMT 银河系扫描. 高能所粒子天体物理中心. 2014 年可能在轨的硬 X 卫星 HXMT INTEGRAL ， SWIFT ， MAXI ， ASTROSAT ， NUSTAR. HXMT: 2014-?? HE ： 20-250keV, 视场 1x6 度，角分辨 5 角分，定位精度 1 角分，半年巡天灵敏度 0.5mcrab ( 大约对应于每 FOV 约 2 ks) 。探测器面积 5000cm 2. INTEGRAL: 2002-?? ISGRI ：

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HXMT 银河系扫描

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Presentation Transcript

  1. HXMT银河系扫描 高能所粒子天体物理中心

  2. 2014年可能在轨的硬X卫星 HXMT INTEGRAL，SWIFT，MAXI，ASTROSAT，NUSTAR

  3. HXMT: 2014-?? HE： 20-250keV, 视场1x6度，角分辨5角分，定位精度1角分，半年巡天灵敏度0.5mcrab (大约对应于每FOV约 2 ks)。探测器面积5000cm2

  4. INTEGRAL: 2002-?? ISGRI： 15-1000 keV 视场29x29度，角分辨12角分，定位精度1角分，半年巡天灵敏度2mcrab (大约对应于每FOV为 300ks) ，探测器面积2600cm2。

  5. SWIFT：2004-？？ BAT： 15-150keV，视场1.4立体角，角分辨14角分，定位精度1角分，半年巡天灵敏度1mcrab (每个FOV为20 days)，探测器面积5200cm2。

  6. MAXI：2009-2014? 0.5-30 keV，半年巡天灵敏度0.2mcrab （20mcrab/96min; 3mcrab/day;1mcrab/week） GSC：2-30keV， 视场:120x1.5度，定位精度6角分，探测器面积：5000cm2。 SSC：0.5-10keV。 视场:90x1.5度，定位精度6角分，探测器面积：200cm2。

  7. ASTROSAT：2011-?? LAXPC:3-80 keV, 6000cm^2, FOV 1x1度，灵敏度0.1mcrab (1ks);角分辨 3-4角分 SXT: 0.3-8 keV, 200cm^2,FOV 0.35度，灵敏度0.01mcrab (10ks), 角分辨1-5角分 CZTI: 10-150 keV, 1000cm^2, FOV 6x6度,灵敏度0.5mcrab (1ks)， 角分辨8角分 ASM：2-10keV，灵敏度30mcrab（300s），面积180cm^2，角分辨10角分

  8. NUSTAR：2012-？？ 5-80keV， 角分辨7.5角秒，视场13x13角分。 10-30 keV 灵敏度：1e-14 erg/cm2/s (106 s, 3 sigma)，约为1 uCrab

  9. 2014年以后 银河系点源定点观测： 弱源： NUSTAR 强源： HXMT 、 ASTROSAT

  10. 银河系爆发源（亮源）的监测： 主要依赖于探测器的大FOV，例如，SWIFT，ASTROSAT和MAXI的全天监测，可能不是HXMT的主要科学目标。

  11. 目前SWIFT/BAT已经完成的巡天（15-150keV）： 54 months, 2004-2009, found 1256 sources (>4.8 sigma) 银道面扫描： 50% sky coverage： |b|<10, 0.43 mcrab 100% sky coverage：|b| <10, 0.6 mcrab Till 2014: 5 years more exposure 100% sky coverage：|b| <10, 0.4 mcrab 50% sky coverage： |b|<10, 0.3 mcrab

  12. 0.5mCrab BAT 54 months,15-150 keV,in units of erg/cm2/s

  13. +: Galactic XRB Filled circles: AGN

  14. INTEGRAL/ISGRI （17-60 keV）巡天 ： 2002-2009, 7 years survey,, 521 sources Sky coverage: 90% sky at 4.32 mCrab 10% sky at 0.6 mCrab The best sensitivity is about 0.26 mCrab Galactic center: 22 Ms till 2011 （约160天）

  15. INTEGRAL在|b|<10 sky的曝光统计： In units of Ms, 2002.10-2011.03 (8.5 years)

  16. 目前报道积累7年INTEGRAL的数据给出的最好灵敏度在0.26mCrab。采用INTEGRAL银心曝光量以及半年巡天灵敏度2mcrab，9年(到2011年）得到银心目前达到的探测灵敏度为约0.24mCrab。12年（到2014年）银心按曝光比例增高，灵敏度可达到0.2mCrab。目前报道积累7年INTEGRAL的数据给出的最好灵敏度在0.26mCrab。采用INTEGRAL银心曝光量以及半年巡天灵敏度2mcrab，9年(到2011年）得到银心目前达到的探测灵敏度为约0.24mCrab。12年（到2014年）银心按曝光比例增高，灵敏度可达到0.2mCrab。

  17. 对于HXMT： HXMT/HE sensitivity 0.5 mCrab (half year survey corresponds to 2 ks per 1x6度 FOV), 达到0.1 mCrab灵敏度，needs roughly 50 ks (~0.6 days)

  18. HXMT银道面扫描达到0.1mCrab (|b|<10dg): (360*20)/(1*6)=7200/6=1200 FOV -> reach to 0.1 mCrab, needs 720-2800 days （2-8 yrs）(对用于半年巡天灵敏度0.5-1mCrab）

  19. HXMT银道面小天区扫描： 例如：Galactic center 20x20 dg: (20*20)/(1*6)=66 FOV To reach 0.1 mCrab, needs 40-80 days (corresponding to half year survey sensitivity 0.5-1 mCrab).

  20. BAT: 0.1 mCrab ~ 2000days (20x20 dg sky) ISGRI : 0.1 mCrab ~1400 days (20x20 dg sky) NUSTAR：survey 20x20 dg sky, for 30 days, -> 0.26 ks/FOV. 1000ks, 1 uCrab, -> 0.26 ks, 60 uCrab (10-30 keV， 3 sigma) 和HXMT相当（若HXMT取半年巡天0.5mCrab的灵敏度）。

  21. 2014年前后INTEGRAL和SWIFT对于银道面最好灵敏度在0.2mCrab水平。2014年前后INTEGRAL和SWIFT对于银道面最好灵敏度在0.2mCrab水平。 可根据HXMT运行后期的情况，安排完成主要科学目标后对银道面扫描，但需要至少2年的时间达到灵敏度0.1mCrab。 来自印度ASTROSAT的竞争： LAXPC:3-80 keV灵敏度指标0.1mCrab/ks和CZTI: 10-150 keV, 0.5mCrab/ks, 若也实施对银道扫描或小天区深度扫描，可能对HXMT银道面扫描的科学目标构成威胁。

  22. HXMT观测银道面策略 由于HXMT具有小FOV和大面积，扫描小天区有优势。 可优先选取银道局部天区进行扫描，例如银心，和一些有趣的复杂多源天区例如Cygx-1等，每个天区大约约为20X20度，扫描时间大约1-3个月。 多个银道面小天区的深度扫描拼接可得到银道面主要天区的扫描结果；

  23. HXMT银心扫描 • 弥散的硬X辐射，HXMT可在硬X波段解析弥散的硬X辐射成分（点源分布密集）； • Suzaku观测的到银心Fe线；HXMT在银心较大尺度较银盘可能更有可能观测到弥散Fe的存在； • INTEGRAL的SPI观测到了银心511keV线的的非对称结构，和LMXB分布相似，怀疑正电子的产生和其有关，HXMT可能给出硬X辐射源（多数应当为XRB）的空间分布； • Rosat和Fermi观测到的银心附近存在的bubble，（软X和伽马），在硬X波段是否也能给出一个可能的bubble结构，可衔接软X和伽马，用以理解银河系的形成和演化；

  24. BAT HMXB/LMXB 光度函数（~60，40个源） HXMT：解析硬X本底？

  25. SUZAKU Fe line in Galactic Center (<1dg) HXMT: Fe line around inner Galaxy (more likely than around the disk given the condensed XRB, higher density of ISM, high energy phenomenon of 511 keV, gamma-ray bubble at the inner region)

  26. SPI ISGRI SPI 511keV emission and its correlated to hard LMXB (> 20 keV); LMXB spatial distribution from HXMT at the inner Galaxy?

  27. MBH activity? Star burst? Periodic capture of star? …… Hard X-ray Bubble by HXMT?

  28. 可重点扫描银心20度X20度天区（弱的点源），进一步扩展到银经正负20度，银纬正负40度的天区，测量弥散本底和弱的点源，在硬X波段首次得到一幅银心区域较大尺度的完备天图(点源的空间分布和光度函数、弥散结构），为以上一系列问题的解决提供线索。可重点扫描银心20度X20度天区（弱的点源），进一步扩展到银经正负20度，银纬正负40度的天区，测量弥散本底和弱的点源，在硬X波段首次得到一幅银心区域较大尺度的完备天图(点源的空间分布和光度函数、弥散结构），为以上一系列问题的解决提供线索。 需要时间为大约（40*8=320day (0.5 mCrab/0.5yr)~ 80*8=640days (1 mCrab/yr)，1-2年达到0.1mCrab的测量灵敏度。

  29. 银道扫描工作小组： 副组长：？ 组员： ？，宋黎明，屈进禄，陈玉鹏， 李新乔，李剑……

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