УДК 524.7
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНЗИЕНТНОГО РЕНТГЕНОВСКОГО БАРСТЕРА IGR Л7380-3749, ОТКРЫТОГО ОБСЕРВАТОРИЕЙ ИНТЕГРАЛ
© 2010 г. И. В. Человеков*, С. А. Гребенев**
Институт космических исследований РАН, Москва Поступила в редакцию 09.07.2010 г.
Приведены подробности открытия в феврале 2004 г. и результаты последующих (в 2004—2009 гг.) наблюдений обсерваторией ИНТЕГРАЛ транзиентного рентгеновского барстера IGR Л17380—3749 (IGR Л17379—3747). За время наблюдений обсерваторией ИНТЕГРАЛ от источника были зарегистрированы две вспышки жесткого рентгеновского излучения и один рентгеновский всплеск I рода, который и позволил определить природу IGR Л17380—3749. Спектр излучения барстера во время вспышек был жестким — степенным с фотонным индексом а = 1.8—2.0 или тормозным, соответствующим плазме с температурой кТ = 90—140 кэВ. Форма спектра в максимумах вспышек оказалась одинаковой, несмотря на более чем двукратное различие в потоках (максимальный поток, зарегистрированный в диапазоне 18—100 кэВ, достигал ^20 мКраб. Верхний предел на поток излучения источника в спокойном (выключенном) состоянии в диапазоне 18—40 кэВ был равен 0.15 мКраб (3а).
Ключевые слова: рентгеновские транзиенты, рентгеновские барстеры.
ВВЕДЕНИЕ
Рентгеновский барстер Л17380—3749 был открыт в 2006 г. в ходе поиска рентгеновских всплесков термоядерного происхождения (всплесков I рода) в архивных данных обсерватории ИНТЕГРАЛ (Человеков и др., 2006, 2007). Всплеск, зарегистрированный 17 февраля 2004 г. телескопом 1Б18/18СШ обсерватории, не удалось отождествить ни с одним из известных на тот момент источников постоянного рентгеновского излучения. Полученное во время всплеска изображение области неба в поле зрения телескопа позволило указать два равновероятных положения источника всплеска (неопределенность каждого положения ~2', эпоха 2000.0, см. Человеков и др., 2006): Ц.Л. = 17ь36т285, Эес1. = -27° 11'56" (в этом случае новый источник должен был бы называться ЮЦ Л17364—2711) и Ц.Л. = = 17ь38т055, Эес1. = -37°49'05'' (источник должен называться ЮЦ Л17380—3749). Для обоих положений статистическая значимость регистрации источника в диапазоне 15—25 кэВ составляла ~ 8.9 стандартных отклонений, однако в
Электронный адрес: chelovekov@hea.iki.rssi.ru
Электронный адрес: sergei@hea.iki.rssi.ru
направлении на ЮЦ Л17364—2711 было зарегистрировано больше фотонов (394, по сравнению с 316 от ЮЦ Л17380—3749). Поэтому, хотя в первоначальном сообщении о новом барстере Человековым и др. (2006) были указаны оба потенциальных источника всплеска, наиболее вероятным был назван ЮЦ Л17364—2711. Однако уже во время следующего орбитального цикла наблюдений 19—21 февраля 2004 г. обсерваторией ИНТЕГРАЛ от источника ЮЦ Л17380-3749 было зарегистрировано слабое постоянное рентгеновское излучение (Человеков и др., 2007; см. также каталоги Кривоноса и др., 2007; Берда и др., 2007, в которых источник обозначен как ЮЦ Л17379—3747). Последующий анализ данных обсерватории ЦХТЕ показал, что этот источник регистрировался с 14 февраля по 23 марта 2004 г., т.е. наблюдалась достаточно длительная вспышка его рентгеновского излучения (Марквардт и др., 2008). Вспышки рентгеновских транзиентов связаны с повышением темпа аккреции вещества в двойной системе, приводящим к более интенсивному накоплению вещества на поверхности нейтронной звезды и более частому созданию условий для его термоядерного поджога. Следствием этого может быть более частая регистрация рентгеновских всплесков I рода во время подобных вспышек или сразу после
них. Рассуждая подобным образом, Человеков и др. (2007) пришли к окончательному выводу, что именно IGR J17380—3749 был источником всплеска, зарегистрированного 17 февраля 2004 г.
В сентябре 2008 г. была обнаружена еще одна рентгеновская вспышка IGR J17380—3749. По данным детектора PCA обсерватории RXTE (Марквардт и др., 2008) поток от источника в диапазоне энергии 2—10 кэВ увеличился с мКраб 2 сентября 2008 г. до ~12 мКраб 6 сентября. В промежутке между вспышками 2004 и 2008 гг. верхний 3ст-предел на поток от этого источника был ^2 мКраб. Рентгеновский монитор BAT обсерватории SWIFT, начиная со 2 сентября, также зарегистрировал повышение потока от источника до ~10 мКраб в диапазоне 15—50 кэВ (Марквардт и др., 2008). Вспышка была зарегистрирована и обсерваторией ИНТЕГРАЛ (Шоу и др., 2008) во время наблюдений галактического балджа, начавшихся 5 сентября. По данным детектора IBIS/ISGRI потокэнергии излучения от источника в диапазоне энергии 18—40 кэВ составил 19 ± ± 2 мКраб. Поток в диапазоне 40—100 кэВ не превышал 10 мКраб. Наблюдения источника телескопом XRT обсерватории SWIFT, проведенные 11 сентября 2008 г. (Кримм и др., 2008), позволили уточнить его положение: R.A. = 17h 37m 58.81, Decl. = -37°46' 19.6 (эпоха 2000.0, неопределенность 1'.'4). Моделирование спектра источника по данным телескопа XRT степенным законом излучения дало оценку межзвездного поглощения NH = (8.1 ± 0.7) х 1021 см-2 и фотонного индекса а = 1.78 ± 0.08. Поток энергии излучения в диапазоне 0.3—10 кэВ составил (1.996 ± 0.079) х х 10-10 эргсм-2 с-1. Значение фотонного индекса, полученное по данным детектора RXTE/PCA от 9 сентября 2008 г., а = 1.98, а потоки в диапазонах 2-10, 10-20 и 20-40 кэВ были равны 16.4, 7.8 и 7.9 х 10-11 эрг см-2 с-1 соответственно. Четыре последовательные наведения детектора PCA показали постепенное затухание вспышки: поток от источника 5.1, 6.2, 9.0 и 10.2 сентября 2008 г. (UT) составил 12.3, 12.1, 7.1 и 5.4 мКраб соответственно.
В настоящей работе исследована вся совокупность данных проведенных обсерваторией ИНТЕГРАЛ наблюдений источника
IGR J17380-3749.
НАБЛЮДЕНИЯ И АНАЛИЗ ДАННЫХ
На борту обсерватории ИНТЕГРАЛ, выведенной на орбиту в 2002 г., находятся четыре телескопа для исследования астрофизических источников в гамма-, рентгеновском и оптическом
диапазонах. В настоящей работе используются лишь данные верхнего детекторного слоя ISGRI гамма-телескопа IBIS1. Это телескоп с кодирующей апертурой, позволяющей ему получать изображения неба в поле зрения 290 x 290 с угловым разрешением 12' и исследовать свойства зарегистрированных компактных источников в диапазоне энергий 15—1000 кэВ. Подробное описание телескопа можно найти в статье Убертини и др. (2003). Данные обсерватории ИНТЕГРАЛ были получены через Европейский (ISDC) и Российский (RSDC) центры научных данных обсерватории ИНТЕГРАЛ. Их обработка проведена при помощи стандартного пакета программного обеспечения OSA 8.0, предоставленного ISDC.
В ограниченном объеме в работе использовались данные прибора PCA обсерватории RXTE, чувствительного в рентгеновском диапазоне энергий, и прибора BAT обсерватории SWIFT, чувствительного в жестком рентгеновском диапазоне. Данные были взяты из соответствующих архивов данных НАСА.
Спектральный анализ всех данных был проведен с помощью программы XSPEC, версия 12.
РЕЗУЛЬТАТЫ
В период с марта 2003 г. по январь 2009 г. область неба вблизи источника IGR J17380—3749 попадала в поле зрения телескопа IBIS более чем в 8800 наведениях. Для каждого наведения было восстановлено изображение неба в поле зрения телескопа и определен поток излучения от источника. Полученная таким образом кривая блеска источника IGR J17380—3749 приведена на рис. 1. Вертикальной стрелкой на рисунке указано наблюдение, во время которого обсерваторией ИНТЕГРАЛ от источника IGR J17380—3749 был зарегистрирован первый и единственный из известных на сегодняшний день рентгеновский всплеск I рода. Также на данном рисунке приведены кривые блеска источника, полученные приборами PCA и BAT обсерваторий RXTE и SWIFT соответственно. Из рисунка видно, что за всю историю наблюдений от источника были зарегистрированы четыре рентгеновские вспышки. Первые две — одновременно обсерваториями ИНТЕГРАЛ и RXTE, профили этих вспышек с лучшим временным разрешением представлены на рис. 2. Первая вспышка имела достаточно
'Данные рентгеновского монитора ^М-Х не использовались, поскольку во время вспышки 2004 г. источник ЮЯ Л7380—3749 попадал в его поле зрения лишь в 16 наведениях и все они пришлись на завершающую стадию вспышки, когда поток от источника упал ниже уровня уверенной регистрации. Во время вспышки 2008 г. источник вообще не попадал в поле зрения монитора ^М-Х.
Годы
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
10 5 0
200 100
0
1i30 а
S 20
rxtE/pca
2-10 кэВ
iwfч. PJI,^
^M1
¿i
If
Swift/BAT 15-50 кэВ
IBIS/ISGRI 18-40 кэВ
Всплеск
Ai
50
IBIS/ISGRI 40-60 кэВ
4
It
м
_I 1*
Í4-
ш
10
IBIS/ISGRI 18-40 кэВ
> S
V 5*
•*t •••
_•»
%
j
j м i
• t
ли ji
> U
1000
2000 Время, IJD
3000
Рис. 1. Временна я история потока излучения от источника IGR J17380—3749, построенная по данным рентгеновского монитора BAT обсерватории SWIFT, детектора PCA обсерватории RXTE и детектора ISGRI телескопа IBIS обсерватории ИНТЕГРАЛ в 2003—2010 гг. Каждая точка соответствует потоку, усредненному за 1 сут для SWIFT/BAT, несколько часов для RXTE/PCA и 3 сут (одну орбиту) для IBIS/ISGRI. На кривых блеска, построенных по данным телескопа IBIS, приведены лишь наблюдения, в которых источник находился не далее чем в 13o от центра поля зрения. На нижней панели приведено отношение сигнала к шуму по данным телескопа IBIS обсерватории ИНТЕГРАЛ, из которого хорошо видно присутствие вспышек источника.
Й 10
0
0
0
0
сложную структуру и состояла из основного пика и трех (или более) пиков, зарегистрированных в течение месяца после основного. Вторая вспышка имела каноническую форму с быстрым подъемом в течение четырех дней и медленным спадом в течение 15 дней. Интересно отметить, что во время
обеих вспышек поток излучения в мягком рентгеновском диапазоне достигал пиковых значений раньше, чем в жестком, а спад потока происходил более плавно в мягком диапазоне. Последние две вспышки были зарегистрированы лишь обсерваторией SWIFT, источник находился вне поля зрения
10 1 RXTE/PCA 2-10 кэВ i i i i Вспышка 1 i i i
5 0 1 • { ♦ _______ i i i i i • * - ♦ ------ i i
5 IBIS/ISGRI 18-40 кэВ + +
0 i ++++ + i i i i + 1 i ^ ++
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.