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高感度 全天 X 線監視 による 巨大バイナリーブラックホールの探査. 磯部直樹 ( 理化学研究所 ) with MAXI Team. MAXI フライトモデル. 巨大バイナリーブラックホールの観測的証拠. 周期的な光度変動 (eg, OJ 287; Sillanpaa et al 1988 ) Jet core の 軌道運動 (eg, 3C 66B; Sudou et al. 2003 ) Jet の歳差運動 2 本の Jet を持つ AGN (eg, 3C 75; Owen et al, 1985 )
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高感度全天X線監視による巨大バイナリーブラックホールの探査高感度全天X線監視による巨大バイナリーブラックホールの探査 磯部直樹(理化学研究所) with MAXI Team MAXIフライトモデル
巨大バイナリーブラックホールの観測的証拠 • 周期的な光度変動 (eg, OJ 287; Sillanpaa et al 1988) • Jet core の 軌道運動 (eg, 3C 66B; Sudou et al. 2003) • Jetの歳差運動 • 2本のJetを持つAGN (eg, 3C 75; Owen et al, 1985) • 二つの compact core をもつ AGN (eg, NGC6240; Komossa et al, 2003) • X-Shaped Radio Galaxies (eg, 3C 315; Merritt & Ekers 2002) • Double-peaked broad emission line • etc,
OJ 94 Project 現 在 周期的光度変動の代表例 : OJ 287 • 1967年に”発見”されたBL Lac 天体(z = 0.306) • 約12年ごとに可視光のフレアを起こす。(11.65年Silllanpa et al 1988; 11.86年Pursimo et al, 2000) • 1994年のフレアの際に、世界的な観測キャンペーンが行われ、周期性が確認された(OJ-94 Project)。 • 2005-8年にフレアが予言されており、観測キャンペーンが進行中 (2005-2008 project:http://www.astro.utu.fi/OJ287MMVI)。 • 2005年11月にフレアがあったらしい。 • 2007年秋に、もう一度フレアが予言されている。 約12年 OJ287の可視光の光度曲線 (Valtonen et al, 2006)
AGNの周期的変動の探査 • 巨大バイナリーローブラックホールを見つけるには、多数のAGNの光度を監視して周期性を探査すればよい。 • どの程度の時間間隔で観測すべきか? • 周期 : T = 8.8年(M/108Mo)(r/1000rg)3/2(1+q)-1/2 (重力半径 rg = 2GM/c2, 質量比 q = m/M) • どの波長が良いか? • これまでは、可視光・電波が主流(eg, OJ287) • 降着円盤・ジェットといえば X線 が重要 • 全天を監視できるX線観測装置があればよい。 • 既存の装置(RXTE ASMなど)は、感度が不十分 1週間に1度程度の光度測定 MAXI が最高の装置
宇宙ステーションの運動 MAXI SSC GSC 全天X線監視装置 MAXI 国際宇宙ステーション日本実験棟(JEM) • 国際宇宙ステーション搭載の全天X線観測装置 • 2008年秋にスペースシャトルで打ち上げ予定 • 二つの検出器 • Gas Slit Camera (GSC) • Solid-state Slit Camera (SSC) • これまでの全天X線監視装置の感度を一桁凌ぐ。 • GSC : 1 mCrab/week • RXTE ASM : 10 mCrab • 1000を超えるX線天体のX線強度を監視できる。
SSC GSC 検出器 エネルギーバンド 視野 位置分解能 感度 大面積比例計数管 2 - 30 keV 1.5 x 160 degree 0.1 degree 1 mCrab / week X線CCD(国産) 0.5 - 10 keV 1.5 x 80 degree 0.1 degree 2 mCrab / week 全天X線監視装置 MAXI Solid-state Slit Camera (SSC) Gas Slit Camera (GSC)
2 weeks 1 day MAXIによる全天監視 (JAXA冨田洋氏提供)
1 軌道 PKS 2155-304 1 日 Mrk 501 3C 120 BL Lac Mrk 421 1週間 ON 231 数ヶ月 3C 345 OJ 287 3C66A AO 0235+164 ON 325 3C 66B 周期性が示唆される AGN MAXIの感度と観測天体 * Galactic Source + AGN ○ Cluster of galaxies RXTE ASM MAXI 多数のAGNのX線光度を監視できる
時 秒 日 分 MAXIで期待される他の成果 AGNs Cygnus X-1 (Hayashida et al. 1998) 時間変動のタイムスケール ∝ (ブラックホール質量M)-1
MAXI開発状況 2007年度 2008年度 2009 1 4 7 10 1 4 7 10 1 4 運用、観測、速報 (2011年まで?) 打ち上げ 射場準備 機上較正 熱真空試験 振動試験 音響試験 射場(KSC)輸送 総合検査・試験 システム組み上げ KSC : ケネディ宇宙センター(鹿児島ではない)
まとめ • AGNの周期的なX線光度変動は、巨大バイナリーブラックホールの重要な観測的証拠となる。 • 2008年打ち上げ予定のMAXIは、史上最高の感度を持つ全天X観測装置である。 • MAXIを用いれば、100程度のAGNのX線光度を監視でき、AGNの周期性が系統的に探査できる。 • その他にも、時間変動のタイムスケールからAGNのブラックホール質量を見積もることも出来る。 • ソフトウェアの準備状況などについては、根来氏のポスター講演(P.31)を参照