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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 衛星. 3種類の X 線検出器を搭載 ASM (All Sky Monitor) 全天 X 線モニタカメラ PCA 比例計数管(2-60 keV) HEXTE シンチレーション検出器 (15-250 keV). HEXTE. PCA. ASM. RXTE ( 搭載観測装置). PCA 断面図　　　　　　. X-ray. コリメータ. 比例計数管. PCA ( P roportional C ounter A rray). 宇宙 X 線背景放射

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XTE/ASM, PCA, HEXTE の感度と観測成果

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Presentation Transcript

  1. XTE/ASM, PCA, HEXTEの感度と観測成果 中島基樹

  2. RXTE衛星 • 3種類のX線検出器を搭載 • ASM (All Sky Monitor) • 全天X線モニタカメラ • PCA • 比例計数管(2-60keV) • HEXTE • シンチレーション検出器 • (15-250keV) HEXTE PCA ASM RXTE (搭載観測装置)

  3. PCA断面図　　　　　　 X-ray コリメータ 比例計数管 PCA (Proportional Counter Array) • 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 • 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 background Energy (keV)

  4. HEXTE background I Pb 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の全体像

  5. 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.

  6. 回転周期 （3~800s） 質量降着型 （X線パルサー） 質量降着 恒星 双極子磁場 Lx~1037[erg s-1] Binary X-ray Pulsar • 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

  7. ~300mCrab <10mCrab 4U0115+63 PCA

  8. C A B D(WE/Er)2 (E-Er)2+W2 CYAB(E)=σ(E)NH = PCA F(E)=FNPEX(E)exp(-CYAB(E)) 共鳴エネルギー Er HEXTE 10.8±0.2 keV 0.93×1012G 10.4±0.1 keV 0.90×1012G 14.2±0.4 keV 1.22×1012G 磁場が有意に変化 NPEX model (Mihara 1995) FNPEX(E)=(AE-a+BE-b)exp(-E/kT) b=-2.0 fixed 4U0115+63の代表的なスペクトル NPEX NPEX×CYAB

  9. から への変化 10.4 keV 15.1 keV B C Residuals B C

  10. ×1012G 20 1.4 1.2 Er (keV) 0.9 10 Lx (1037 erg s-1) 共鳴エネルギーErの変化 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 (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 暗くなると磁場は上げ止まる ( B0~1.4×1012 G )

  11. X0331+53

  12. 明るい Data/Model ratio 暗い 20 30 40 50 Energy [keV] X0331+53 の共鳴線の変化 ×1012G 2.4 2.0 4U0115+63と同じ傾向の 変動現象を示した

  13. 降着円筒 (光学的に厚い) RNS=10 km ×1012G Hs ∝ Lx (Burnard et al. 1990) Hs 0.9 2km B 1km Hs B0 1.2 0.5km パルサー磁極 B B0 Hs+RNS RNS ) 0.2km ( -3 磁気双極子 B(r)∝r-3 　Hs/RNS = (B/B0)-1/3 -1 = 1.4 Lx (1037 erg s-1) 共鳴散乱が生じている高度の変化 磁場の変動は共鳴散乱が生じている 高さの変化で説明できる パルサー表面：B0 = 1.4×1012 [G]

  14. ×1012G 4.3 Her X-1 3.4 A0535 Cep X-4 2.6 MX0656 1.7 X0331+53 4U0115+63 0.9 X線光度と共鳴磁場の関係 filled mark: 解析結果 open mark: 参考文献より 6つの質量降着型 X線パルサーで比較 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 • X線光度が明るくなると、共鳴磁場は弱くなる

  15. NSs(binaries)

  16. BHc

  17. GRS1915

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