ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2010, том 36, № 12, с. 955-960
УДК 524.7
IGR J16547—1916/1RXS J165443.5—191620 - HОВЫЙ ПРОМЕЖУТОЧHЫЙ ПОЛЯР ИЗ ГАЛАКТИЧЕСКОГО ОБЗОРА
ОБСЕРВАТОРИИ ИНТЕГРАЛ
© 2010 г. А. А. Лутовинов1*, Р. А. Буренин1, М. Г. Ревнивцев1, В. Ф. Сулейманов2'3, А. Ю. Ткаченко1
1 Институт космических исследований РАН, Москва 2Университет Тюбингена, Германия 3Казанский (Приволжский) Федеральный университет Поступила в редакцию 01.07.2010 г.
Пpедставлены pезультаты оптического отождествления pентгеновского источника IGR J16547—1916, заpегистpиpованного обсеpватоpией ИНТЕГРАЛ во вpемя глубокого обзоpа всего неба. Анализ спектpальных данных, полученных обсерваториями SWIFT и ИНТЕГРАЛ в рентгеновском диапазоне энергий и телескопа БТА (САО) в оптике, показал, что источник, скорее всего, является промежуточным поляром — аккрецирующим белым карликом c массой Mwd — 0.85 Mq в маломассивной двойной системе. Последующие исследования быстрой переменности объекта с помощью телескопа РТТ-150 подтвердили этот вывод, выявив периодические пульсации оптического излучения с периодом «550 с.
Ключевые слова: катаклизмические переменные, промежуточные поляры, белые карлики.
ВВЕДЕНИЕ
Обзоры, дающие возможность провести измерение пространственной плотности двойных систем с аккрецирующими белыми карликами, очень редки. В основном это связано с тем, что обнаружение таких объектов происходит преимущественно в оптическом диапазоне по разным критериям, которые плохо поддаются количественному описанию (вспышки, переменность, затмения и т.д.). Существенными преимуществами в этом смысле обладают обзоры неба в рентгеновском диапазоне. Такие обзоры имеют хорошо определенные пределы чувствительности к источникам в разных частях неба, что позволяет получать более надежные оценки плотности разных компонент звездного населения Галактики (см., например, Герц, Гриндл-эй, 1984; Вебунт и др., 1997; Гримм и др., 2002; Ревнивцев и др., 2008).
Одним из лучших в настояшее время обзоров Галактики в жестком рентгеновском диапазоне является обзор обсерватории ИНТЕГРАЛ (см., например, Кривонос и др., 2007, 2010; Берд и др., 2010). Но для того, чтобы при помощи результатов обзора проводить статистические исследования и делать надежные оценки плотностей объектов, необходимо, чтобы полнота оптических
Электронный адрес: aal@iki.rssi.ru
отождествлений объектов каталога была достаточно высокой. С этой целью несколько групп в мире систематически проводят наблюдения источников, обнаруженных обсерваторией ИНТЕГРАЛ, с целью установления их природы (см., например, Бикмаев и др., 2006, 2008; Буренин и др., 2008, 2009; Сазонов и др., 2008; Ревнивцев и др., 2009; Мазетти и др., 2007, 2010; Томсик и др., 2008, 2009). Постоянных ярких жестких рентгеновских источников в нашей Галактике не так много — около 180 согласно последнему каталогу Кривоноса и др. (2010), из них всего 33 источника являются аккрецирующими белыми карликами. Это означает, что определение природы каждого галактического объекта такой яркости представляет значительную ценность.
Источник ЮН Л16547—1916 был значимо зарегистрирован обсерваторией ИНТЕГРАЛ только на суммарной карте, полученной за семь лет работы на орбите, с потоком 0.74 ± 0.12 мКраб (~10_11 эрг с_1см"2) в диапазоне энергий 17—60 кэВ (Кривонос и др., 2010; см. также Берд и др., 2010). Источник ранее наблюдался в обзоре всего неба обсерватории РОСАТ и имеет обозначение ЩХБ Л165443.5-191620.
В настоящей работе на основе комплексного анализа спектроскопических и временных данных рентгеновских обсерваторий ИНТЕГРАЛ и
'л
с*
Прямое восхождение
Рис. 1. Изобpажение области неба, содеpжащей источникIGR J16547—1916, в обзоpе DSS. Контурами показаныуpовни интенсивности источника в pентгеновских лучах по данным обсеpватоpии SWIFT.
SWIFT и оптических телескопов БТА (САО) и российско-туpецкого телескопа РТТ-150 (обсерватория ТУБИТАК, Турция) показано, что IGR J16547—1916, скорее всего, является промежуточным поляpом — аккрецирующим белым каpликом, магнитное поле которого достаточно сильно, чтобы разрушить дисковое течение у поверхности белого карлика, однако не настолько сильно, чтобы полностью препятствовать его образованию (см., например, Паттерсон, 1994).
ОПТИЧЕСКОЕ ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ
Источник IGR J16547—1916 значимо регистрируется на суммаpной каpте всего неба, полученной обсеpватоpией ИНТЕГРАЛ за 7 лет pаботы на оpбите. Эффективная экспозиция данной области неба составила ~1.9 Мс. Ошибка определения положения источника на небесной сфере по этим данным составила около 3' (Кривонос и дp., 2010).
Для опpеделения положения источника с более высокой точностью, до секунд дуги, и постpоения pентгеновского спектра в области мягких энеpгий (< 10 кэВ, см. ниже) были использованы данные телескопа XRT обсеpватоpии SWIFT, полученные 21 и 23 янваpя 2010 г. (ObsID 90182) в pежиме счета фотонов (Photon Counting mode) с общей экспозицией кс. Источник значимо pегистpиpовался в обоих наблюдениях с пpимеpно одинаковым потоком, что позволило уточнить его кооpдинаты RA = 16h54m43.7, Dec = —19? 16'30" (J2000), и улучшить точность их опpеделения до ~3". В область ошибок положения
источника IGR Л6547—1916 увеpенно попадает один оптический объект, видимый на оцифрованных фотопластинках Паломарского обзора, величиной К & 15.3 (см. pис. 1).
С целью установления пpиpоды источника в июне 2010 г. были пpоведены его спектроскопические наблюдения на 6-м телескопе БТА (САО РАН). Наблюдения на БТА были пpоведены в ночь 9 июня при помощи спектрометра СКОР-ПИО (Афанасьев, Моисеев, 2005). В наблюдениях была использована длинная щель шиpиной 1" и дифpакционная pешетка в 400 линий на мм, общая экспозиция составила 600 с. Это позволило получить качественный спектр источника в диапазоне от
3900 до 8500 Л с pазpешением &16 Л.
Спектр IGR Л6547—1916 показан на рис. 2. В нем наблюдается голубой континуум, а также набор ярких линий излучения водорода и гелия, которые являются характерными для спектров аккреционных дисков вокруг белых карликов (см., например, Вильямс, Фергусон, 1982). Таким образом, этот объект является катаклизмической паременной — аккрецирующим белым карликом в двойной системе. Похожий вывод был сделан в недавней работе Мазетти и др. (2010), также, на основе спектроскопических наблюдений в оптическом диапазоне.
ПЕРЕМЕННОСТЬ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Для исследования временной переменности оптического излучения ^ Л6547—1916 были про-
20
о и a о
10
4000
5000
6000
X, Â
7000
8000
Рис. 2. Оптический спектр IGR J16547—1916, полученный на телескопе БТА (САО) 9 июня 2010 г. Показаны основные линии, регистрируемые в спектре.
ведены фотометрические наблюдения этого объекта на телескопе РТТ-150. Наблюдения были проведены при помощи спектрометра среднего и низкого разрешения TFOSC, в ночь 27 июня 2010 г. в течение 2.3 ч. Всего было получено 297 измерений оптического потока источника с временным разрешением около 30 с. Периодограмма Ломба— Скаргла полученной кривой блеска (рис. 3а) показала наличие осцилляций яркости потока источника с периодом около 549 ± 15 с (см. рис. 3б). Осцилляции яркости в течении всего времени наблюдений были когеррентными (насколько об этом позволяет судить временной ряд длиной ^8000 с).
Обнаруженные осцилляции яркости могут быть вызваны либо орбитальной переменностью яркости в двойной системе, либо переменностью, связанной с собственным вращением белого карлика. Для жесткого рентгеновского источника орбитальный период ^549 с представляется слишком малым, обычно двойные системы с такими маленькими орбитальными периодами имеют достаточно мягкий рентгеновский спектр (см. V407 Vul, ES Cet, AM CVn). В нашем случае скорее всего мы имеем дело с периодом вращения белого карлика вокруг своей оси и орбитальный период двойной
системы значительно больше 549 с, и, следовательно, ЮН Л16547—1916 является промежуточным поляром.
РЕНТГЕНОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
На рис. 4 показан широкополосный энергетический спектр источника
IGR J16547— 1916/1RXS J165443.5-191620, полученный в диапазоне энергий 0.6—120 кэВ по данным обсерваторий SWIFT и ИНТЕГРАЛ. Необходимо отметить, что несмотря на то, что "мягкая" часть спектра (< 10 кэВ) была получена в январе 2010 г., а "жесткая" (> 17 кэВ) аккумулирована в период c 2003 г. по 2009 г., они хорошо согласуются друг с другом, что может свидетельствовать об относительно постоянной форме спектра. Поэтому в дальшейшем мы аппроксимировали спектр источника в широком диапазоне энергий единой моделью, оставив в качестве свободного параметра нормировку спектра, полученного обсерваторией ИНТЕГРАЛ.
В целом спектр IGR J16547—1916 может быть хорошо описан моделью частично поглощенного
0
15 т 3
«
о о ч
0 к
1
я
я! К
к ^
к ч о я
Я
со
15.4
15.5
15.6
15.7
« л
к я ч о н к о о к н
О
\ ■с ж
•я
■:
'£ (С ч. V
■зК.
■■ ч $
8 -
4
20.5
21.0
$
КЧ
# 4 '£
21.5 Время, ч
0.004
Ф '.с
'л ■ф ■
22.0
22.5
0.008 Частота, Гц
0.012
0.016
Рис. 3. (а) — Кривая блеска IGR Л6547—1916 в оптическом диапазоне, полученная на телескопе РТТ-150 29 июня 2010 г. (б) — Периодограмма Ломба—Скаргла кривой блеска с рис. (а). Уровень значимости 5а показан штриховой линией.
(т.е. когда только часть выходящего излучения перехватывается и поглощается средой) тормозного излучения с температурой ~21 кэВ. Приведем параметры наилучшей аппроксимации:
Ты, кэВ
21.4+7:3 сР
0 П42+0:011 и.У42_001з
К,
4 35+0:72 4.35_0:72
Ын, 10 8.0+1:5
22
100
1 73+0:20 0_0:13
^0: 1-100 Л 70+0:32 4. '3_1:37
см
2
2
X 0.83
Здесь ТЬг — температура излучающей плазмы, К — нормировка тормозного спектра, приведенная в единицах 10_3 и определяемая выражением
3.02 х 10"15 { 9 _
К =
и1 йУ,
где О — расстояние до источника в см, пе — концентрация электронов в излучающей плазме, а V — ее объем; Ср — доля поглощаемого излучения в нейтральном веществе с эквивалентной тол-щой Ын, ^2-100 — регистрируемый поток в диапазоне энергий 2—100 кэВ, ^0:1—100 — непоглощенный поток в диапазоне энергий 0.1 — 100 кэВ (они приведены в единицах 10_11 эргс_1
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.