激変星、 X 線連星の連星軌道運動を JASMINE で分解できるか　

激変星、X線連星の連星軌道運動をJASMINEで分解できるか　激変星、X線連星の連星軌道運動をJASMINEで分解できるか　植村誠（広島大学）、野上大作（京都大学）＠JASMINEサイエンスWS 101201

激変星（CV）・X線連星（XRB）とは X線連星のサイズ（from J. Orosz) • コンパクト天体＋普通の星（主系列～巨星） • 降着円盤、ジェット • 激変星（CV） • ～1000天体 • 軌道周期：1時間～5日 • X線連星（XRB） • ～200天体 • 軌道周期：数十分～数百日

狙い • コンパクト天体連星の軌道を直接観測する • そのことにより、軌道傾斜角、連星質量、時刻に対する天体の速度等を精密に決定する • 降着円盤やジェット、中性子星内部構造などの基礎的な物理に迫る！

軌道運動の分解 典型的なCV,XRBでの例 ※この角度(μas)は連星重心と伴星間の角距離

10μasの位置決定精度なら分解できる？ • Astrometric binaryになれば研究史上の「事件」 • 既知天体では軌道傾斜角が不定性なしに決定 • これまでは輝線幅や伴星の楕円変光のモデル計算から推定。 →降着円盤からの輝線の起源、ジェットと円盤は本当に垂直か？など検証

近赤外線域なら伴星が卓越 • 伴星がOB型のX線連星なら可視ー近赤外線域で伴星が卓越 • 伴星がGKM型のX線連星や激変星だと、8割以上は伴星からの光 (e.g. Dhillon & Marsh 1995, MNRAS, 275, 89) • 可視光では降着円盤やホットスポット、白色矮星からの放射の寄与が比較的大きい。 • JASMINE向き？

先行研究（シミュレーション）の例 • Tomsick＆Muterspaugh (2010) 中性子星X線連星の等級ー角度の分布図中性子星X線連星 X Per の予想される位置変化 orbital Proper motion Parallax (solar)

Astrometryで中性子星X線連星の軌道を確定→中性子質量を高い精度で推定→中性子星の中身（状態方程式）を特定Astrometryで中性子星X線連星の軌道を確定→中性子質量を高い精度で推定→中性子星の中身（状態方程式）を特定 • 将来の Space Interferometry Mission (SIM; 位置精度＝数μas)　を想定。 • 結論：数個の天体では10％以下の精度で中性子星質量が決まる。 • 他にもこの精度のastrometryで軌道運動の検出→コンパクト天体の質量推定が可能な天体として以下を挙げている。 • Cyg X-1（有名なブラックホール） • SS 433（有名なジェット天体だがコンパクト天体の正体は依然不明） • 4U 1700-377(2.4Moの中性子星？との報告あり） • LS I+61 303、LS 5039(ガンマ線連星だがコンパクト天体の正体不明）

JASMINEによる連星運動観測の問題点 • 9<H<11で観測可能な天体数が少ない以下、いずれも全天で、 • CV：～10天体　(Ritter & Kolb catalog) • 伴星が低質量星のXRB：全滅 (Ritter & Kolb catalog) • 伴星が大質量星のXRB：～20天体(Catalogue of Galactic high-mass X-ray binaries) • 時間分解能＆精度は足りるか？ • 最短で、数時間の軌道周期を10分割するとして、数十分の時間ビンでの解析が可能か？ • その場合の位置精度は？　精度的にはギリギリか。もう1ケタ精度が上がれば良いテーマ？ • 中性子星＋大質量連星は楕円軌道なので、パラメータが増えて難しいだろう。 • 激変星やブラックホールX線連星は円軌道なのでその辺りは楽か。

未知天体については？ • 既知天体の観測可能数は少なくても、未知のCV,XRB候補天体、特に質量輸送開始前の天体が見つかる？ • 連星進化の観点から面白いかも。 • CV,XRBだけではなく、食連星を含めた連星一般のテーマ？ • 通常の proper motion + parallaxのモデルでfittingの後、残差が大きいものを連星候補と考えて周期解析を行う？

激変星、 X 線連星の連星軌道運動を JASMINE で分解できるか