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コンパクト天体 ( Cyg X-1) のコンプトンコロナ

コンパクト天体 ( Cyg X-1) のコンプトンコロナ. 山田 真也 理化学研究所 玉川高エネルギー宇宙物理研究室 Collaborators 牧島一夫 (U. Tokyo) C. Done (Durham) 鳥井俊介、野田博文、櫻井荘希 ( U. Tokyo ) etc. . 理研 シンポジウム「 コンパクト星連星の多様性と進化 」 ＠理研. Suzaku wide-band spectra of Cyg X-1. XIS (CCD). HXD-PIN. HXD-GSO. High/Soft State

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コンパクト天体 ( Cyg X-1) のコンプトンコロナ

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Presentation Transcript

  1. コンパクト天体(Cyg X-1)のコンプトンコロナ 山田真也 理化学研究所玉川高エネルギー宇宙物理研究室 Collaborators 牧島一夫(U. Tokyo) C. Done (Durham) 鳥井俊介、野田博文、櫻井荘希 (U. Tokyo) etc. 理研シンポジウム「コンパクト星連星の多様性と進化」＠理研

  2. Suzaku wide-band spectra of Cyg X-1 XIS (CCD) HXD-PIN HXD-GSO • High/Soft State • disk + powerlaw + (reflection) • (Dec. of 2010 ~ 40 ks) • Low/Hard State (Oct. of 2005 ~ 20 ks) • どんなモデルでデータを再現すべきか？ • - 非一様なコンプトン(牧島+08’, 鳥井+11’) • - ジェットモデル(Nowak+11’) • - 相対論的反射モデル(Reis+?’,Fabian+12’,Miller+12’) • 「データの特徴的な構造数 << モデルの自由度」が縮退の理由 •  時間変動からスペクトル成分を分解し、その時間変動を探る

  3. 25 Suzaku observations of Cyg X-1 RXTE/ASMLightcurve & Hardness

  4. 25 Suzaku observations of Cyg X-1 ~ 20ks x 25 obs. = ~ 500 ks

  5. Spectral States : L 3-10 keV vs. L6-10/L3-6

  6. Spectral States : L 3-10 keV vs. L6-10/L3-6 Intermediate State Low/Hard state

  7. Suzaku Spectra of Cyg X-1 Intermediate State

  8. Suzaku Spectra of Cyg X-1 Intermediate State Bright Dim

  9. Suzaku Spectra of Cyg X-1 Intermediate State ? Obs. 3

  10. Spectral ratios to Obs. 3 (Δt > ~ weeks ) Intermediate State

  11. Spectral ratios to Obs. 3 (Δt > ~ weeks ) Intermediate State

  12. Δt ~ 1 sec variability in each obs. Intermediate State

  13. Δt ~ 1 sec variability in each obs. Intermediate State

  14. Cf. E. Churazov, M. Gilfanov, M. Revnivtsev 2002, High/Soft State, Cyg X-1 Stable disk emission Intermediate State

  15. Inspired by E. Churazov, M. Gilfanov, M. Revnivtsev 2002, High/Soft State, Cyg X-1 Stable disk emission Intermediate State

  16. Inspired by E. Churazov, M. Gilfanov, M. Revnivtsev 2002, High/Soft State, Cyg X-1 Stable disk emission Intermediate State A stable disk is truncated at Rin > 6Rg As it’s dimmer, the disk recedes further.

  17. Soft Comptonization Compps 10-200 keV fit Obs. 14 Lower limit of Soft Comp. Disk

  18. Soft Comptonization Compps 10-200 keV fit Obs. 14 Compps 100-200 keV fit Lower limit of Soft Comp. Upper limit of Soft Comp. Disk + Hard Compton cannot explain observed spectra  Soft Comptonization (Makishima +’08) Disk

  19. Soft Compton increases with mass accretion rate Soft Comptonization Obs.14 Obs.1 Bright Obs. 7 Obs. 3 Dim

  20. 星間吸収をほどいてみると？ 吸収をほどいた後 吸収をほどく前 • 1秒でE < 2 keVで変動が下がらない • Obs. 3 でもソフトなエクセスが見える。 • 変動する種光子源があるかもしれない。 • (cf. 1% Ledd以下でシンクロトロン光子が寄与, Sobolewska+’11)

  21. Comp. intermediate vs. low/hard state hard Intermediate state ~ weeks ~ 1 sec. (dimm) low/hard ~ 1 sec. ~ weeks

  22. Summary • ブラックホール連星のハード状態の降着流の幾何を探るために、「すざく」によるCyg X-1 のハード状態の全観測(約500ks)を系統的に解析した。ハード状態の中で、かなりソフト(hard-intermediate 状態)な時期も観測できた。 • 短時間の変動(~１秒)から、最終安定軌道のやや外側まで侵入する冷たい降着円盤の存在が明らかになった。 • 長時間の変動(~週や月)から、ソフトなコンプトン放射の存在が明らかになった。牧島+08でスペクトルフィットから得られた、後退した円盤放射、ソフトとハードなコンプトン放射、という結果を、時間変動からも確認できたと言える。 • 光度が高くなるにつれて、円盤はよりBH近傍に侵入し、ソフトコンプトンがハードコンプトンに比べて顕著に明るくなる事がわかった。 • ひじょうに暗いハード状態では、変動する円盤放射的な成分が示唆される。種光子の起源が、1% のエディントン以下では変わるのかもしれない。 理研シンポジウム「コンパクト星連星の多様性と進化」＠理研

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