公募研究
新学術領域研究(研究領域提案型)
本研究は、質量降着する中性子星において、表面温度よりずっと高温な硬X線が表面を照射するようなスペクトル状態（いわゆるハード状態）が実現されている際、熱化していないＸ線が中性子星の表面にて反射・散乱されることで生じるスペクトル構造をとらえ、もって中性子星の表面状態を探査することを目的とする。今年度は昨年度に引き続き、トランジェント弱磁場中性子星連星である Aquila X-1がこのハード状態にあるとき、「すざく」衛星で観測されたスペクトルの 30 keV付近に輝線状の盛り上がりがあることに着目した。スペクトルの詳しい定量解析を行った結果、硬X線放射が単一温度の電子雲によるコンプトン散乱で作られているという仮定の下で、この構造は統計的に有意であり、降着円盤など冷たい物質での反射や、降着ガスによる部分吸収を考えても、説明できないことが確認できた。さらにこの構造をモデル化したところ、30 keV付近を中心とするガウシアンでも合わせられるが、自由電子が、約27 keVにエッジをもつ高階電離イオンと再結合する際の放射として、より良くフィットできることがわかった。イオンが水素様であると仮定し、中性子星の標準的な重力レッドシフトを考えると、これは原子番号Z＝48－51、すなわちCdからSbに対応する。そこで以下の斬新なシナリオに到達した。(1) この種の天体では降着物質が中性子星の表面で「Ｘ線バースト」と呼ばれる爆発的な核融合反応を起こす。(2)そのさい水素過剰な環境で核融合が進むため、「速い陽子捕獲過程」(Rp過程)が起き、中性子星の表面直下でZ～52までの重元素が多く合成される。(3)それらの重元素はバーストにより中性子星の大気にまき上げられる。(4)上空のコロナで生じる硬X線が大気を照射する際、大気中の重元素が光電離し、それらが再結合放射を行うことで 30 keVの構造が生じる。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2017 2016 2015
すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)
Publications of Astronomical Society of Japan
巻: 69
Astrophysical Journal
巻: 823 号: 2 ページ: 131-131
10.3847/0004-637x/823/2/131
Publications of the Astronomical Society of Japan
巻: 印刷中 号: SP1
10.1093/pasj/psw003
Proc. Japan Academy Series B
巻: 92 ページ: 135-155
130005150898
巻: 820
