научная статья по теме ОПТИЧЕСКИЕ И РЕНТГЕНОВСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ ТЕРМОЯДЕРНЫХ ВСПЛЕСКОВ БАРСТЕРА GS 1826-24 В СЕНТЯБРЕ-ОКТЯБРЕ 2003 Г Астрономия

Текст научной статьи на тему «ОПТИЧЕСКИЕ И РЕНТГЕНОВСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ ТЕРМОЯДЕРНЫХ ВСПЛЕСКОВ БАРСТЕРА GS 1826-24 В СЕНТЯБРЕ-ОКТЯБРЕ 2003 Г»

УДК 524.354.4

ОПТИЧЕСКИЕ И РЕНТГЕНОВСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ ТЕРМОЯДЕРНЫХ ВСПЛЕСКОВ БАРСТЕРА GS 1826-24 В СЕНТЯБРЕ-ОКТЯБРЕ 2003 г.

© 2004 г. А. В. Мещеряков1,2*, И. М. Хамитов3, М. Г. Ревнивцев1,4, Р. А. Буренин1, М. Р. Гильфанов1,4, М. Н. Павлинский1, Р. А. Сюняев1,4, З.Аслан3, Е. Гогуш5

1 Институт космических исследований РАН, Москва 2Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова 3Национальная обсерватория ТУБИТАК, Турция 4Институт астрофизики Общества им. Макса Планка, Гаршинг, Германия 5Университет Сабанши, Стамбул, Турция Поступила в редакцию 05.03.2004 г.

Приведены результаты наблюдений барстера GS 1826—24 в оптическом (телескоп PTT-150) и рентгеновском (обсерватория RXTE) диапазонах. Основное внимание уделялось анализу излучения во время термоядерных всплесков. Полученные результаты позволили оценить размер аккреционного диска в системе GS 1826—24, а также наклонение системы.

Ключевые слова: барстеры, термоядерные всплески, оптические и рентгеновские наблюдения.

OPTICAL AND X-RAY OBSERVATIONS OF THERMONUCLEAR BURSTS FROM GS 1826-24 DURING SEPTEMBER-OCTOBER 2003, by A. V. Meshcheryakov, I. M. Khamitov, M. G. Revniv-tsev, R. A. Burenin, M. R. Gilfanov, M. N. Pavlinsky, R. A. Sunyaev, Z. Asian, and E. Gogush. We present the results of optical (RTT-150) and X-ray (RXTE) observations of the burster GS 1826-24. The emphasis was placed on analyzing the radiation during thermonuclear bursts. The results obtained allowed the size of the accretion disk in GS 1826-24 and the inclination of this system to be estimated.

Key words: bursters, thermonuclear bursts, optical and X-ray observations.

ВВЕДЕНИЕ

Рентгеновский источник СБ 1826—24 был открыт 8 сентября 1988 г. со спутника С1^а (Макино и др., 1989) и затем часто наблюдался различными обсерваториями. Спустя 10 лет природа этого источника была надежно установлена благодаря долговременным наблюдениям спутника ВерроБАХ (Убертини и др., 1997; 1999) в период с августа 1996 по октябрь 1998 г. Он показал себя очень стабильным барстером I типа, т.е. двойной системой со слабо замагниченной нейтронной звездой в качестве компактного объекта, на поверхности которой регулярно происходят всплески термоядерного горения вещества, накопленного в результате аккреции. Время между последовательными всплесками оказалось практически постоянным и равнялось 5.76 ± 0.03 ч (Убертини и др., 1999).

Дальнейшие рентгеновские наблюдения объекта в 1998—2002 гг. обсерваториями ВерроБАХ и

Электронный адрес: gardel@hea.iki.rssi.ru

НХТБ показали, что время между вспышками постепенно уменьшается, а рентгеновская светимость в спокойном состоянии увеличивается (Корнелиссе и др., 2003; Галловэй и др., 2004). В 2000 г. время между последовательными вспышками барстера составляло 4.10 ± 0.08 ч, а в июле 2002 г. квазипериод вспышек равнялся 3.56 ± 0.03 ч (Галловэй и др., 2004). Форма всплесков за этот период времени практически не менялась: приблизительно линейный рост потока до максимума кривой блеска («10 с) и относительно долгий («100 с) экспоненциальный спад потока.

Среди всех барстеров I типа, известных на настоящий момент, СБ 1826—24 уникален тем, что у него регулярные всплески никогда не пропадали, с момента их открытия в 1997 г. спутником ВерроБАХ. Основываясь на энергетике, времени повторения всплесков и их длительности можно сделать вывод, что этот источник является примером водородно-гелиевого барстера с металич-ностью, близкой к солнечной 2 = 0.02 (Камминг, 2003).

Таблица 1. Журнал наблюдений телескопом PTT-150 рентгеновской двойной системы GS 1826—24 осенью 2003 г.

Дата, 2003 г. UT PSFa

6 сентября 17:42-19:48 1.96

7 сентября 18:01-20:30 2.00

8 сентября 17:14-20:26 1.30

9 сентября 18:08-20:21 1.78

10 сентября 17:22-20:18 1.37

11 сентября 17:07-20:15 2.12

12 сентября 17:48-19:22 1.93

16 октября 16:45-17:52 1.45

18 октября 16:47-17:44 1.96

a Медианное значение ширины функции отклика на точечный источник на полувысоте в сек. дуги.

Оптический компаньон GS 1826—24 был открыт в 1994 г. (Мотч и др., 1994). По оптическим наблюдениям 20 июня 1996 г. и 1 августа 1997 г. в работе Хомера и др. (1998) был предложен орбитальный период системы 2.1 ч, требующий подтверждения наблюдениями. В статье Конга и др. (2000) были представлены результаты наблюдений в июне 1998 г. термоядерных всплесков барстера, выполненных одновременно в оптическом и рентгеновском диапазонах спектра. В этой работе была найдена задержка с между потоком во вспышке в рентгеновском и оптическом спектральных диапазонах, предположительно связанная с переработкой рентгеновского излучения термоядерной вспышки в аккреционном диске вокруг нейтронной звезды.

В настоящей работе приведены результаты наблюдений барстера GS 1826—24 в оптическом диапазоне на российско-турецком 1.5-м телескопе РТТ-150, проведенных практически совместно с рентгеновскими наблюдениями со спутника RXTE.

ОПТИЧЕСКИЕ И РЕНТГЕНОВСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ

Оптические наблюдения источника GS 1826—24 были выполнены на 1.5-м телескопе РТТ-150 (Турция, гора Бакырлытепе, 2547 м, 2h01m20s E, 36°49/30" В течение недели с 6 по 12 сентября, а также 16 и 18 октября 2003 г., были проведены фотометрические наблюдения поля источника. Журнал наблюдений приведен в табл. 1.

На широте обсерватории источник GS 1826—24 можно наблюдать только на больших зенитных

расстояниях Z > 60°, поэтому чтобы уменьшить влияние рефракции на фотометрические измерения, был использован фильтр R. Для получения наилучшего временного разрешения, из целого поля ПЗС-матрицы вырезалось "окно" 70 х 70 точек, куда попадал источник и лежащие рядом с ним 2 ярких звезды величиною . В результате,

время считывания матрицы составило 4 с. Таким образом, при экспозиции 4 с временное разрешение в наших данных равнялось 8 с. На рис. 1 для примера приведено одно из изображений поля источника GS 1826—24 с экспозицией 4 с.

Обработка данных наблюдений проводилась при помощи стандартных программ IRAF, а также при помощи собственного математического обеспечения. Была сделана первичная обработка данных: из изображений вычитались подложка, темновой ток ПЗС-матрицы, и затем они делились на изображение плоского поля (сумеречное небо). После этого была выполнена разностная апертурная фотометрия объекта (круглая апертура

размером Rap = 1'.'5) следующим образом: для получения звездной величины объекта на каждой из картинок измерялась величина объекта и опорной звезды внутри заданной апертуры, определялась их разница, к которой потом добавлялась величина опорной звезды, известная из фотометрического решения. В качестве опорной была взята соседняя яркая звезда, обозначенная на рис. 1 буквой A. Оптический компаньон GS1826-24 имеет величину ~18m в фильтре R. На расстоянии примерно 3" от него расположена чуть более яркая звезда (рис. 1). При достаточно хорошем качестве атмосферы она дает слабый вклад в апертурную фотометрию GS 1826-24. Для контроля параллельно была выполнена PSF-фотометрия объекта при помощи пакета DAOPHOT из ASTROLIB IDL. Для каждого изображения по ярким звездам строилась модель PSF. Затем, используя апертуру Rap = 2", профиль PSF подгонялся к объекту и к близкой слабой звезде, и ее значение корректировалось на большую апертуру при помощи PSF ярких звезд в поле.

В статье приводятся результаты апертурной фотометрии, они совпадают с результатами PSF-фотометрии. На рис. 2 для примера приведены кривые блеска объекта GS 1826-24, полученные 8 и 10 сентября 2003 г.

Рентгеновские наблюдения двойной системы GS 1826—24 проводились обсерваториями RXTE и ИНТЕГРАЛ в рамках кампании широкополосных наблюдений ряда компактных источников в области центра Галактики. К сожалению, во время оптических наблюдений на телескопе PTT-150 источник попадал лишь в поле жестких приборов

А #

вБ 1826-24

3''

Рис. 1. Изображение поля источника СБ 1826—24 при экспозиции 4 с (стрелками показан источник и опорная звезда, использовавшаяся для разностной аппертурной фотометрии).

1775

18.0

18.5

19.0

52890.7 52890.75 52890.8 52890.85 1775

18.0 18.5

52892.7 52892.75 52892.8 52892.85

МГО

Рис. 2. Кривые блеска СБ 1826—24 в фильтре Я за 8 (а) и 10 (б) сентября 2003 г.

обсерватории ИНТЕГРАЛ (эффективный энергетический диапазон выше 20 кэВ), которые гораздо менее чувствительны к излучению рентгеновских термоядерных всплесков. В дальнейшем мы не использовали данные обсерватории ИНТЕГРАЛ для нашего исследования.

Из-за ограничений, связанных с видимостью

источника с телескопа РТТ-150, нам не удалось организовать строго одновременные наблюдения рентгеновского всплеска. Наблюдения источника СБ 1826—24 были проведены со спутника ИХТБ 01:18-2:18 (иТ) 11 сентября 2003 г., что на 5 ч отстоит от наблюдения РТТ-150 10 сентября 2003 г.

Таблица 2. Времена максимумов термоядерных всплесков, обнаруженных в оптическом и рентгеновском диапазонах

Дата, 2003 г. Время, МГО Прибор

7 сентября 52889.84872 РТТ-150, фильтр Д

8 сентября 52890.80846 РТТ-150, фильтр Д

9 сентября 52891.78289 РТТ-150, фильтр Д

10 сентября 52892.73400 РТТ-150, фильтр Д

11 сентября 52893.05525 ИХТЕ, 3-20 кэВ

16 октября 52928.72424 РТТ-150, фильтр Д

18 октября 52930.73172 РТТ-150, фильтр Д

Таблица 3. Параметры аппроксимации профилей всплеска в различных энергетических диапазонах моделью экспоненциального спада потока

Диапазон та, с

фильтр РТТ-150 58.2 ± 4.5

2-5 кэВ(ИХТЕ) 51.9 ± 0.3

8-20 кэВ(ИХТЕ) 35 ± 0.3

Болометрический (ИХТЕ) 43.3 ± 0.3

а Экспоненциальное время спада потока.

Наблюдения обсерватории RXTE были обработаны при помощи программ стандартного пакета LHEASOFT/FTOOLS 5.3 в соответствии с рекомендациями RXTE GOF1.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Наблюдаемая величина оптического компаньона GS 1826—24 в фильтре К, усредненная за все время наблюдений, составила ^^^ ^ 18"?2. Исследование долгопериодической переменности оптической кривой блеска GS 1826—24 будет приведено в отдельной работе. В шести наблюдениях 7, 8, 9, 10 сентября и 16, 18 октября 2003 г. на кривой блеска видны оптические всплески (кривые блеска за 8 и 10 сентября 2003 г. приведены на рис. 2). Времена ма

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.

Показать целиком