森⿐鼻 　久美⼦子  (兵庫県⽴立立⼤大学⻄西はりま天⽂文台)  辻本匡弘,  海⽼老老沢研  (JAXA/ISAS)   1

The Galactic Ridge X-ray Emission (GRXE)!•  銀河⾯面に沿って拡がったX線放射  (|ℓ|

•  熱的放射スペクトル  (kT~5-10 keV)!•  3本の鉄輝線 !

中性鉄 (6.4 keV)、⾼高階電離離鉄(6.7, 7.0 keV)!

X線スペクトル!

(Koyama et al. 1986)!

起源! 　真に拡がった放射 (拡散説) or 暗いX線点源の重ねあわせ (点源説)？! →発⾒見見以来、30年年以上謎 ! 3

0.01

5×10

−30.

02no

rmali

zed

coun

ts/se

c/keV

6.2 6.4 6.6 6.8 7 7.2

−20

2χ

Energy (keV)

(Ebisawa et al., 2008)

中性   ⾼高階電離離鉄  

ResolvedTotal

Unresolved

©JAXA, RIKEN MAXI team  MAXI ALL-sky X-ray Image  

ChandraX線衛星による⻑⾧長時間観測 (~900 ks) により、鉄輝線付近で約80%を点源に分解  (Revnivtsev et al., 2009) →点源説であると明らかになった  

•  暗いX線点源の種族は何なのか？!•  鉄輝線に寄与する種族は何なのか？!

(l, b)=(0.0°, -1.4°)

現在考えられている候補種族!• Magnetic cataclysmic variables (Yuasa et al., 2012, Hong et al., 2012)!• コロナ活動の盛んなフレア星  (Revnivtsev et al., 2011)!

4

最近の進展!

研究⽬目的と観測領領域!•  X線の乏しい光⼦子統計! →X線だけで個々のX線点源の種族探査は困難! →他波⻑⾧長でのfollow-up観測が鍵!•  星間物質に対して、X線と同程度度の透過⼒力力を持つ近⾚赤外線に着⽬目!

5©JAXA, RIKEN MAXI team  

MAXI  全天X線イメージ  

Chandra Bulge Field !(l, b)=(0.0°, -1.4°)

Ebisawa Field!(l, b)=(28.5°, 0.0°)

研究⽬目的!リッジ放射を構成するX線点源を直接的に個々に調べ、その種族を探る。!

1)  X線 : X線点源の検出!2)  NIR撮像 : X線点源とNIR点源との対応づけ!3)  NIR分光 : NIR対応点源のNIR分光 !

Chandra Bulge Field (CBF) Ebisawa Field (EBF)(l, b)=(0.0°, -1.4°) 900ks (l,b)=(28.5°, 0.0°) 200 ks

X線   検出点源数   2,002 (down to Fx~1016 erg/cm2/s) 274 (down to Fx~1015 erg/cm2/s)衛星/装置   Chandra/ACIS-I Chandra/ACIS-IReference   Morihana et al. (2013) Ebisawa et al. (2005)

NIR  撮像  

NIR  ID天体数   222 (down to Ks~16 mag) 148 (down to Ks~15 mag)望遠鏡/装置   IRSF/SIRIUS NTT/SofIReference   Morihana (2012) Ebisawa et al (2005)

40.0 17:51:00.0

28:00.0

32:00.0

36:00.0

-29:40:00.0

44:00.0

Dec

l. (J

2000

)

R. A. (J2000)

CBF   EBF  

6

X線観測とNIR撮像観測!•  X線点源リストの作成!•  KS (コルゴモロフ・スミルノフ)  テストによる時間変動探査!

⾼高温の熱的放射!鉄輝線あり!フレア的時間変動なし  

⾼高温の熱的放射!鉄輝線あり!フレア的な時間変動  

低温の熱的放射 !鉄輝線なし!フレア的時間変動なし  

激変星  (Cataclysmic Variables) を含む⽩白⾊色矮星連星系!

フレア時の晩期型星   静穏時の晩期型星!

(Morihana et al., 2013)  

•  X線のハードさ (⾊色) に基づき、X線点源を3分類 (hard, medium, soft)! →各クラスのX線合成スペクトルを作成!

hard (blue) medium soft (red)

7

X線観測による結果!

30 18:44:00 30 43:00

45:00

50:00

55:00

-4:00:00

05:00

10:00

R. A. (J2000)

Dec

l. (J

2000

)

E12E12

E8E8

E6E6

E3E3

E9E9

E13E13

E2E2

E4E4

E10E10

E1E1

E7E7

E11E11

E5E5

EBF  EBF

HI, NaI, CaI, COなどの吸収線! (late G- M type)!

41天体のNIRスペクトル! 24天体のNIRスペクトル!

HI (Brγ), HeI, HeII 輝線! →激変星 (Cataclysmic Variables ; CVs)!

40.0 17:51:00.0

28:00.0

32:00.0

36:00.0

-29:40:00.0

44:00.0

Dec

l. (J

2000

)

C4

C3

C2

C1

R. A. (J2000)

CBF  

2.1 2.2 2.3 2.4

Norm

alize

d In

tens

ity

Wavelength (μm)

HeI

H I HeII

NaI

CaI

CO CO CO CO

SuE21

SuE29

SuE46

SuE51

SuE64

SuE79

SuE85

HD121081(A0V) ⊕ ⊕

⊕ ⊕

2.1 2.2 2.3 2.4Wavelength (μm)

HeI

HI

HeII

NaI

CaI

CO CO CO CO

SuE98

SuE100

SuE104

SuE105

SuE106

SuE143

SuE149

HD130049(A0V)⊕ ⊕

Example spectra ! 8

NIR 分光観測!すばる望遠鏡多天体分光装置 (MOIRCS) により分光!

リッジ放射を構成する種族!X-ray NIR

hard HI, HeI, HeII 輝線  (2天体)  

HI,  NaI,  CaI,  CO吸収線   (14天体)

medium HI, NaI, CaI, CO 吸収線 !(25天体)!

soft HI, NaI, CaI, CO 吸収線 !(24天体)  

激変星(CVs)  

フレア状態の晩期型星  静穏時の晩期型星  

? 予想外の天体!

• NIR分光したhardなX線天体のほとんどが、予想外の天体 (14 of 16)!

• しかし、単に星間吸収によりX線でhardにみえるだけの可能性! 　→Hardness Ratio vs H-Ksをプロット! HR≡(H-S)/(H+S)!　 H : 2-8 keV, S : 0.5-2 keV !

• X線でhard, NIRで吸収線を持つ天体はintrinsicにhardである!→New Classの可能性! 9

−1

−0.5

0

0.5

1

0 1 2 3

HR

H−Ks [mag]

EK Dra (70Myr)HN Oeg (300Myr)15 Sge (1.9Gyr)BY Dra (BYDra)WW Dra (RS CVn)HT Cas (nonmag CV)EX Hya (mag CV) NIR IDedlate−type starCVNewclass

hard

soft!

Pre Cataclysmic Variables   共⽣生星  •   CVsのprecursor  •   ⽩白⾊色矮星とdwarfからなるdetached  binary  •   NIRスペクトル:  K,  M-‐‑‒type  •   X線スペクトル  :  鉄K輝線と持つ熱的放射スペクトル  

• ⽩白⾊色矮星とgiantからなるdetached  binary  • NIR線スペクトル:  K,  M-‐‑‒type  • X線スペクトル  :  鉄K輝線を持つ熱的放射スペクトル    

(Matranga et al. 2006)!(Eze et al. 2010)!

10

新種族の候補天体!

GiantsかdwarfかをS/Nのよい近⾚赤外線分光観測から識識別する観測を提案中  

• 2つのリッジ放射領領域のX線、近⾚赤外線撮像観測を⾏行行い、リッジ放射を構成する点源に近⾚赤外線対応をつけた。  

• X線の⾊色に基づき、X線点源をhard,  medium,  softの3種類に分類し、X線合成スペクトルを作成した。その結果、hard,  mediumの合成スペクトルからは鉄輝線が⾒見見られた。  

• X線合成スペクトルのスペクトルフィッティングの結果、hard天体は主に主にCVs、medium天体はフレア状態の晩期型星、soft天体は静穏時の晩期型星が候補として考えられた。  

• NIR対応のついたX線点源をすばる望遠鏡搭載MOIRCSを⽤用いてNIR分光観測を⾏行行った。  

• X線スペクトルとNIRスペクトルの特徴から、リッジ放射を構成する種族には、これまで考えられていたmagnetic  CVs、フレア活動の盛んな晩期型星の他に、X線でハードで近⾚赤外線で晩期型星のスペクトルを持つNew  Classが存在する可能性が出てきた。  

11

まとめ!