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「すざく」とASTRO-H衛星で実現する中性子星の質量と半径の同時測定

Research Project

Project/Area Number 12J08363
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Astronomy
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

櫻井 壮希  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords中性子星 / 降着 / X線
Outline of Annual Research Achievements

低質量X線連星(LMXB)は、概ね弱磁場(<10^9G)の中性子星と低質量星からなる連星系である。光度によってソフト状態、ハード状態の2種が存在する事が知られており、昨年度までにAql X-1の解析から、ハード状態におけるLMXBの作業仮説を得た(櫻井+2014)。この仮説を広く検証し、LMXBのハード状態の統一的な解釈を得るため、「すざく」アーカイブから 8 天体を選定し、計16 個の広帯域スペクトルを解析した。
解析の結果、ハード状態のスペクトルはすべて円盤放射と黒体放射、コンプトンコロナのたかだか3者で説明できることが判明した。とくにCen X-4やSLX1737-282では、Aql X-1と同じく低光度における黒体半径減少の兆候が見られた。全8天体について光度Lと黒体半径Rbbの関係を調べると、Lがエディントン光度Leddの数%から10%の範囲では、Rbbが中性子星半径(10 km) と無矛盾であった。一方L<0.01Leddではすべて10 kmより有意に小さくなっていた。これは中性子星磁気圏の発達によるものと考えられ、10^7~10^8G程度の磁場を仮定すれば、L<0.01Leddにおいて降着流が磁場に絞られ、中性子星表面の降着部は狭まり、Rbbが小さくなると考えられる。また、Rbbとは独立に、コロナの光学的厚みの光度依存性にも着目した。多くの天体では、Lが~3桁減少した場合でも、光学的厚みは1桁程度の減少にとどまる。つまり物質量(L)の減少に対して密度(光学的厚み)のそれが緩やかになるためには、断面積が小さくなる必要がある。このことからも、低光度における降着流の収束が示唆された。以上の解析から、LMXBのハード状態におけるL<0.001LeddからL~0.1Leddという3桁以上もの光度範囲を包括的に説明できる描像を打ち立てることに成功した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Suzaku studies of luminosity-dependent changes in the low-mass X-ray binary Aquila X-12014

    • Author(s)
      Sakurai, S.,Torii, S., Noda, H., Zhang, Z., Ono, K., Nakazawa, K., Makishima, K., Takahashi, H., Yamada, S. and Matsuoka, M.:
    • Journal Title

      Publications of Astronomical Society of Japan

      Volume: 66 Issue: 1

    • DOI

      10.1093/pasj/pst010

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ハード状態の LMXB における光学的に薄い 降着流の収束2014

    • Author(s)
      櫻井壮希、小野光、Zhongli Zhang、中澤知洋、牧島 一夫:
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      国際基督教大学(東京都三鷹市)
    • Year and Date
      2014-03-22 – 2014-03-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ASTRO-H 衛星搭載硬 X 線イメージャ用の機上オ ンラインイベント選別処理の効率的検証2013

    • Author(s)
      櫻井壮希、中澤知洋、小高裕和、国分紀秀ほか
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      高知大学(高知県高知市)
    • Year and Date
      2013-09-20 – 2013-09-23
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolution of the accretion geometry through an outburst decay phase of the NS-LMXB Aquila X-12013

    • Author(s)
      Sakurai, S
    • Organizer
      Physics at the Magnetospheric Boundary
    • Place of Presentation
      University of Geneva (Geneva,Switzerland)
    • Year and Date
      2013-06-25 – 2013-06-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 低質量X線連星MAXI J0556-332のX線スペクトルの時間変動とその放射モデル2013

    • Author(s)
      櫻井壮希
    • Organizer
      日本天文学会春期年会
    • Place of Presentation
      埼玉大学、さいたま市
    • Year and Date
      2013-03-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Luminosity-Dependent Changes in the Accretion Geometry in Aauila X-12012

    • Author(s)
      S. Sakurai
    • Organizer
      X-ray Astronomy : towards the next 50 years
    • Place of Presentation
      Milan, Italy
    • Year and Date
      2012-10-01
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 「すざく」で解明された弱磁場中性子星Aql x-1における降着流の幾何2012

    • Author(s)
      櫻井壮希
    • Organizer
      日本物理学会秋期年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学、京都市
    • Year and Date
      2012-09-14
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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