アンドロメダ銀河（ X 線）～ 500 天体

半分以上が LMXB

通常銀河における支配的な X 線種族

弱磁場中性子星

低質量な恒星

（ < 109 G ）

（～ 1 M ）

低質量 X 線連星系（ LMXB ）定常放射：数時間～年で変動

弱磁場中性子星（低質量 X 線連星系）におけるエディントン限界付近での状態遷移）

高橋 弘充（ひろたか）

SPECTRAL STATES OF XTE J1701−462: LINK BETWEEN Z AND ATOLL SOURCESLin et al. 2009, ApJ, 696, 1257

1 20104Energy [keV]

弱磁場中性子星（ NS ）、恒星質量ブラックホール、活動銀河核

NS ：～ 10% 静止質量（質量M～ 1.4M　、半径～ 10km ） X 線

コンパクト天体への質量降着流

莫大な重力エネルギーが解放

→ 運動エネルギー、放射エネルギー

・ LMXB の物理的な描像

光学的に厚く幾何学的に薄い

多温度黒体放射多温度黒体放射（（ MCDMCD モデル）モデル）

（満田 et al. 1984 、牧島 et al. 1989 ）東モデル

NS 降着円盤

定常放射：降着円盤降着円盤＋ NS 表面

どのようにエネルギーが変換されているのか？

観測量：温度、半径 → 光度 ∝ r2 ・ T4最内縁半径：最内縁半径： rrinin 最内縁温度：最内縁温度： TTinin

黒体放射（ BB ）

TBB

rBB

基本法則：ステファン - ボルツマン法則

LMXB の状態遷移

（ Haisinger et al. 1989 ）color-color 図（ CCD ）

Z 天体：形が Z Atoll 天体：形が環礁

カラー：カウントレートの比Hard color = （高帯域） / （中帯域）Soft color = （中帯域） / （低帯域）

Flaring

Upper bananaHorizontal

NormalIsland

Lower banana

暗いエディントン限界以下質量降着率：

明るいエディントン限界付近

光度

・状態遷移

それぞれの状態での物理的な描像は？ブラックホール連星系なら、 low/hard, high/soft, Slim disk 状態。。。

CCD, HID

Z 天体

Atoll 天体

Cyg-like(“Z” 型 )

Sco-like(“ν” 型 )

XTE J1701-462

・ 2006~2007 にかけてアウトバースト・観測史上はじめて、 Z 天体 => atoll 天体 => 静穏へと遷移した・ RXTE で 866 観測（総時間 ~3 Ms ）・ Type I バースト（ NS 表面での核融合反応）も V 期に２回観測された・ 8.8 kpc ?, inclination ~ 70 deg?

I: Cyg-like ZII~IV : Sco-like ZV: atoll

Branch青： Horizontal (HB)緑： Normal (NB)赤： Flaring (FB)金： HB/NB 接点黒： NB/FB 接点

スペクトル

MCD + BB + Power-law 　モデル

・降着円盤・ NS 表面・周囲の高温ガスで　コンプトン散乱された放射

CCD, HID

← 個別の時期ごと全時期を重ねて

・ Cyg-like => Sco-like => Atoll と遷移・ Z 状態では、その都度 HB, NB, FB がある・状態遷移の説明には、質量降着率＋ α が必要

Sco-like 変動のタイムスケール

NB/FB 接点 => FB NB/FB => HB/NB

・各 branch をトレースする時間スケール FB~10 分、 NB~ 数時間、 HB~1 日・ FB は先へ行くほど、短い時間スケール・ NB は中間が短い時間スケール（両端は安定）・ HB は不明

FB NB

パラメータの変動MCD + BB + Power-law 　モデル

・降着円盤（ LMCD, kTMCD, RMCD ）・ NS 表面 (LBB, kTBB, RBB)・周囲の高温ガスでコンプトン散乱された放射

Power-law の寄与 < 30%

パラメータの変動Atoll （ high/soft ）状態

・ L ∝ T^4・ R : ほぼ一定=> ステファンボルツマンの法則　　＋円盤の最内縁半径は標準降着円盤の最終安定軌道？=> ブラックホール連星系の high/soft 状態と描像が一致

パラメータの変動Z 状態（ NB/FB, HB/NB 接点）

・ NB/FB, HB/NB　どちらの接点も　同じような振る舞い。・ RMCD 増　（最内縁が膨れる　　放射圧が効いている？）・ Atoll 状態は、 NB/FB 接点とつながる

・そもそも Cyg-like FB については再現できていない。。。

パラメータの変動Z 状態（ FB ）

・ L ∝ T^4/3 上に乗る　（質量降着率が一定で、　　 TMCD 増、 RMCD減=> 円盤の最内縁が Atoll　　状態と同程度まで縮小

・なぜ BB 放射が変化する　のかは不明

パラメータの変動Z 状態（ NB ）

・ NB/FB => HB/NB へ向け、 MCD は変化しないのに LBB 増（ TBB 一定、 RBB 増）

・ NB の両端が安定なので、　両者をつなぐ状態　と考えられる。

パラメータの変動Z 状態（ HB ）

・ LBB の変化は小さい・ LMCD は、 HB/NB 接点　から離れるほど減少・ LMCD+Lhard tail

　は変動が少ない。 => hard tail も円盤起源？

著者達の考え (1)

・ XTE J1701-462 によって、観測史上はじめて、 Cyg-like => Sco-like => atoll 状態の遷移が観測された。

　これは質量降着率の変化に依存した変動だろう。　よって、 Z 状態の中に HB, NB, FB があるのは、　単純な質量降着率では説明できない現象ではないか？

　質量降着率＠ atoll = 1 とすると、　　　　　　　　 ＠ Sco-like ~ 30 　　　　　　　　＠ Cyg-like ~40-60

・ Z 状態は、 HB/NB と NB/FB のそれぞれの接点を通る　２本の直線が基準では？・ HB/NB の方が BB （ NS 表面）の flux が高いので、 HB/NB の接点が slim disk 状態（移流が優勢） NB/FB の接点が標準降着円盤の状態　にあるのでは？（ただし p-free モデルの必要性はない）

著者達の考え (2)