論文紹介_2010-July.ppt
INTEGRAL衛星でみたCXBと銀河面放射
Tsunefumi Mizuno
Hiroshima Univ.
June 15, 2009
“INTEGRAL hard X-ray spectra of the cosmic X-ray background and
Galactic ridge emission,“
Turler M. et al.
A&A 512, A49 (2010)
Tsunefumi Mizuno
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Introduction (1): CXBとは
• 全天からくるX線放射の総称. CMBより早く発見. (Giacconi et al. 1962)
• 遠方の活動銀河核の重ね合わせと考えられている. 実際, 軟X線領域(E<=10
keV)ではChandraによりほぼAGNに分解.
• ~30 keVの硬X線にピークをもち, 2型セイファートの寄与が大きいとされる.
• 近年の観測は, 伝統的なHEAO-1の物より~20%高いフラックスを報告.
Sreekumar et al. 1998
Tsunefumi Mizuno
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Introduction (2): 銀河面放射とは
• 銀河面にそって, 明るい点源の背後にみえるX線放射の総称.
• 光度は1038 erg/s程度で, 明るいX線星(Eddington限界の中性子連星)に匹敵.
• 対応する点源(多数の暗いX線星)がいない一方, 真に広がったプラズマとすると
閉じ込めができず, CXBとならびX線天文学の古くからの宿題.
• 現在では, 極めて多数の微弱なX線星の重ね合わせが主成分と考えられている.
(Revnivtsev et al. 2009)
Warwick et al. 1985
Tsunefumi Mizuno
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今回の論文
• INTEGRAL/IBISで見たCXBと銀河面
放射の最新の論文
• INTEGRALはcoded maskを用いた
硬X線ガンマ線衛星. 撮像に優れたIBIS
(15 keV-10MeV)と分光能力の高い
SPI(20 keV - 8 MeV)が主力検出器.
• 地食を用い, 形状からCXB, 銀河面放
射(および大気X線)を分離してスペクトル
を再構成.
(“新発見”はないが, 折角なので議論し
ましょう)
Tsunefumi Mizuno
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Data Analysis (1)
• もし地球がX線で暗ければ簡単.
 X線放射の減少分 = (地球の大きさ) x (CXB or 銀河面放射)
• 実際には大気によるCXBの照り返しや, 宇宙線との反応のため地球
からの硬X線放射がある. (ちなみに, ガンマ線では極めて明るい)
• 先行研究(BeppoSAX, Swift, INTEGRAL)ではスペクトルの形をモ
デル化して放射を分離.
•本研究では, 放射の形状を仮定しバンド毎に強度を出してスペクトル
を産出.
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Data Analysis (2a)
• 2006年の4回のEarth-occultation observationを用いる.
• INTEGRALカタログ中の点源を考慮. 2s以上で検出された24天
体の寄与を評価.
• CXBは一様
• 地球からの硬X線 (CXBの反射, 宇宙
線との反応)はChurazov+ 08,
Sazonov+ 07に従い形状をモデル化
(へりが明るい/暗い). 後者はCOR依存
性を含む. (極が明るい)
• 銀河面放射は21deg x 1.2 degの
Lorentzianを仮定. (Krivonos+ 07,
Revnivtsev+ 08)
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Data Analysis (2b)
• 2006年の4回のEarth-occultation observationを用いる.
• INTEGRALカタログ中の点源を考慮. 2s以上で検出された24天
体の寄与を評価.
27 keV付近のライトカーブ (c/s)
• BG (1に規格化)
• CXB
• 点源
• Earth (CXBの反射)
• Earth (宇宙線との反応)
• 銀河面放射
BG(黒)はSPIのアンチコインシデン
スシールドから変動を見積もっており,
10 c/s程度と大きい. 時間変動の仕
方が他と異なるので分離可能.
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Results
得られたスペクトルのまとめ.
• CXB
• 点源
• Earth (CXBの反射+宇宙線との反
応)
• 銀河面放射
IBISでは最も広いエネルギー帯&高
統計 (下図参照). 以下ではCXBと銀
河面放射について議論.
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CXB
• 20 keV以上のフラックスは最近のSwift/INTEGRALの物より低く, むしろ
HEAO-1/A-4(70年代; movable CsI使用)のそれに近い.
• 一方20 keV以下は, HEAO-1/A2より大きい報告が多数あり. (「あすか」
「Chandra」「XMM-Newton」)
• つまりCXBのピークエネルギーは低くなる. これはCompton Thick AGNの寄
与が少ないとするモデル計算(Treister+ 09)とも合致.
Unobscured: Nh<=1022
Obscured: Nh=1022-1024
Compton Thick: Nh<=1024
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銀河面放射(1)
• 銀河中心・バルジのX線放射のまとめ
 6-7 keVに高温プラズマ特有の鉄の輝線が見られる.(「てんま」時代から
知られてた)
 80 keV付近に極小値を持つ. 点源説の根拠の一つ.
 過去の結果(Krivonos+ 07)に比べ統計の面で向上. (というか相容れな
い?)
15 keVの制動放射(今回の観測結果)
=>0.6MsunのWD. これは銀河内の
WDの平均質量として適当.
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銀河面放射(2)
• 高いエネルギーから順に
 核子-核子反応(pi0ガンマ線)+制動放射: 100MeV以上
 逆コンプトン散乱: 100 keV - 100 MeV
 511 keV: e-e+対消滅(2光子, 3光子)
 分解できない点源からの放射
15 keVの制動放射(今回の観測結果)
=>0.6MsunのWD. これは銀河内の
WDの平均質量として適当.
Tsunefumi Mizuno
Porter+ 08
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Summary
• INTEGRAL/IBISによるCXB/銀河面放射の研究
• 地球の隠ぺいを用いてスペクトルを導出.
 スペクトル形状に仮定を置かない方法.
• 20 – 200 keVの範囲で先行研究を上回る統計のスペクトルを取
得.
• CXBは近年の結果よりやや低く, むしろHEAO-1/A4に近い
 CXBに対するCT AGNの寄与が低くなる. Triester+ 09とも
合致.
• 銀河面放射は, 80 keV付近に極小値を持つスペクトル. 定性的に
は最近のINTEGRALの結果と合致し, 点源説を支持する.
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