Chandra および XMM-Newton による近傍銀河の大光度Ｘ線天体の観測

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 天文学会2003春

Chandra ACIS の スペクトルの例 NGC2403 X-3 MCD fit Tin= 1.1 keV L= 2.0e39erg/s PL fit 0.5 1 2 3 5 Energy (keV) Chandra/XMM-Newton公開データ銀河の選定 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) 「あすか」 (Kotoku et al. 2001)を再確認 (2)点源の検出＞ 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) 天文学会2003春

６４ 2 0 Reduced Chi-square MCD型 2.0 1.5 1.0 0.5 MCDが良く合う PL型 Power-Lawでのフィット 38 3940 logLX(0.5-10 keV) erg/s PLが良く合う区別不可 0.5 1.0 1.5 2.0 MCD モデルでのフィット２つの型のULX（明るい50天体）・MCD型とPL型のULXが　ほぼ同数(16:18) ・「あすか」では10:3 ・光度分布は大差なし天文学会2003春

△Chandra/Newton □「あすか」 L＞1039 erg/s の天体はTinが高く、見かけ上、 Lbol＞LEの領域に来る。 Lbol =LE □：「あすか」 Lbol =LE Lbol =LE Lbol =LE H-R図 (Aya plot) (降着円盤光度 Lx,内縁温度Tin ) ⇔(BH質量, Lbol/LE) MCD型の天体 40 39 38 Log Lbol ３衛星を合わせ～10個の天体を複数回観測 → Rin≠一定の変動 24M◎ 12M◎ 「あすか」の結果を確認 (Mizuno et al. 2001) 6M◎ 標準降着円盤と解釈できる天体も発見 (NGC253 Source 1) 0.3 0.5 1 2 Tin (keV) 天文学会2003春

Lbol =LE M81 X-9 MCD PL状態の光度 PL 「あすか」　モデル Lbol =LE N1313 Src B Newtonデータ MCD Lbol =LE PL • 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) 状態遷移 24M◎ Tin 〜 1 keV, L 〜 LEで状態遷移が起きる天文学会2003春

Ｘ線スペクトルが決まったULX 12 9 6 3 0 Chandraの全点源　サンプルの光度関数 MCD型 PL型 E/S0 Sa〜Sbc Sc, Sd, Irr S0 Sa Sab Sb Sbc Sc Scd Sd Sm Ir 母銀河の形態 38 39 40 log Lx (0.5-10 keV) 銀河の型との相関(?) 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天文学会2003春

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)。天文学会2003春

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