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ガンマ線連星 LS I +61 303 放射モデル

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ガンマ線連星 LS I +61 303 放射モデル. 2009/12/14 永江 修(広島大学). Introduction①. Casares+ 05. コンパクト星の       軌道. ※LS I +61 303 について Be 星と NS or BH( 軌道傾斜角不明 ) 軌道周期: 26.5 日(電波から γ 線) 2005-2006 年: TeV ガンマ 線が観測⇒ ガンマ 線連星 ( ガンマ線連星: PSR B1259-64, LS 5039, (Cyg X-1)…) 放射メカニズム:不明(二つの説あり). φ~0.23. Be 星.

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ls i 61 303

ガンマ線連星LS I +61 303放射モデル

2009/12/14

永江 修(広島大学)

introduction
Introduction①

Casares+ 05

コンパクト星の

      軌道

※LS I +61 303について

Be星とNS or BH(軌道傾斜角不明)

軌道周期:26.5日(電波からγ線)

2005-2006年:TeVガンマ線が観測⇒ガンマ線連星

(ガンマ線連星:PSR B1259-64, LS 5039, (Cyg X-1)…)

放射メカニズム:不明(二つの説あり)

φ~0.23

Be星

Mirabel+ 03

Massi+ 04

μクエーサー

パルサーウインド

Dhawan+ 06

パルサーの回転E

パルサー風と星風の

ショック加速

降着物質

ジェット加速

パルサー説が浮上の

きっかけになった観測

μクエーサーと

思われていた頃

slide3
これまでの観測結果

電波観測

X線観測

Flux

近日点以外で

明るい

以前は遠星点に

近いほど明るい

軌道位相

電波とX線のずれ

超軌道周期@電波

slide4
理論放射モデル①

Neronov+ 07

仮定

Be星の星風はclumpy、パルサー風は一定

 両風の圧力がバランスした所で相互作用。

Clumpyな故、逃げていく物あり

 通常のbow-shockはできない

※一方でclumpy星風とpulsar 風が

  衝突したところは。。。

Be星:速度の違う高エネルギー粒子(赤道面vwind~106-7cm/s、極~108cm/s以上)

tesc~ D/vwind ~ 105(D/1012cm)(107/vwind) s

           ↓

    違うエネルギーロス過程=Coulomb loss, IC loss, synchrotoron loss

    (tescとtcoolの鬩ぎあいでロス過程が決まる)

cooling time
理論放射モデル②各々の過程の電子Cooling time
  • tCoul ~ 2x103(1010cm-3/n)(Ee/10MeV) s
  • tIC ~ 104(L*/1038erg/s)(D/1012cm)2(10MeV/Ee) s
  • tsynch ~ 3x105(1G/B)(10MeV/Ee) s

想定:~10MeV電子が星の光をIC(X線<10keV)、10MeV電子のシンクロトロン(電波)

最小のtescより短い

(comparable)

Cooling をうける

  • 近日点付近 (D~5x1011cm)
  • n > 1010 cm-3 ⇔ tCoulが効く 
  •    ⇔ 近日点ではICもシンクロトロンも出ない
  • (ii)D>1013cm =Dr ⇒ n<<1010cm-3
  • tsynchが効く(Be 星の極から出た星風と衝突)
  • (iii) D < Dr
  • tICが効く(Be星の赤道面から出た星風と衝突)
  •    ⇔ X線は連星の内側で、電波は外側で放射
  •       電波はBe円盤と垂直な所での位相で明るい

X線はBe円盤と

NS(!?)の相互作用

be disk
Be diskの歳差運動!??

LS I +61 303

4U 0115+63:激しく歳差(Warping)

7ヶ月

8ヶ月

10ヶ月

1ヶ月

Nagae+ 09

Hαは常にダブルピーク

偏光方位角に変動なし

LS I +61 303は激しい

歳差運動はしていない!!

Paredes+ 95

slide7
近日点では暗い!??

Casares+ 05

近日点で

一番明るい

観測2

「すざく」

観測1

Be星

観測3

Pulsar wind modelとは相容れない

過去の傾向とも

異なってきた

slide8
ガンマ線連星との比較

※LS I +61 303(??)

※PSR B1259(パルサー)

Chernyakova+ 06

※LS 5039(パルサー!?)

  高橋+、岸下+09

slide9
今後の観測方針

※「すざく」衛星による新たな事実!?

   近日点においてNHの変動あり(大きくなる)

近日点の前半後半でも変動あり(前半が大)

観測2

「すざく」

観測1

観測3

近日点周りのNHの変動を追う

ΔNH~1021-24cm-2

軌道面傾斜角に制限

      ↓

コンパクト星に制限!!

(これまでの予想

X線dipなし⇔傾斜角小)

i=20°

3M8

i=90°

slide10
まとめ
  • Be星のprecessionに解を求めるPulsar wind modelは、やや軽率
  • Pulsar wind modelで再現可能なPSR B1259-63の変動とは似つかない
  • 今後の観測および理論の発展に期待