ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2013, том 39, № 10, с. 739-742
УДК 524.7
ВСПЫШКА НЕИЗВЕСТНОГО ИСТОЧНИКА IGR Л8175-2419, ЗАРЕГИСТРИРОВАННАЯ ОБСЕРВАТОРИЕЙ ИНТЕГРАЛ. ЕЩЕ ОДИН "БЫСТРЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ ТРАНЗИЕНТ"?
© 2013 г. С. А. Гребенев*
Институт космических исследований РАН, Москва Поступила в редакцию 22.05.2013 г.
Сообщается об открытии обсерваторией ИНТЕГРАЛ нового рентгеновского источника IGR Л8175-2419, вспыхнувшего на короткое часа) время 26 сентября 2012 г. Представлены результаты локализации источника и спектрального/временного анализа его рентгеновского излучения. Источник может оказаться еще одним представителем популяции "быстрых рентгеновских транзиентов", находящейся в центре внимания из-за отождествления их оптических компаньонов со сверхгигантами ранних спектральных классов.
Ключевые слова: рентгеновские источники, транзиенты.
DOI: 10.7868/S0320010813100033
ВВЕДЕНИЕ
Всю вторую половину сентября 2012 г. международная астрофизическая обсерватория гамма-лучей ИНТЕГРАЛ (Винклер и др., 2003), прервав программу плановых наблюдений, посвятила исследованию вспыхнувшей в от направления на галактический центр рентгеновской новой SWIFT J174510.8-262411 (Каммингс и др., 2012а, б; Вовк и др., 2012). Полученные наблюдательные данные сразу попадали в открытый доступ с приглашением ко всем как можно скорее выполнить их обработку и опубликовать результаты.
Подобная обработка данных с анализом свойств источника SWIFT J174510.8-262411 была выполнена и нами (см. Гребенев, Сюняев, 2012; Гребенев и др., 2013). Цель настоящей работы — сообщить о попутном обнаружении в ходе этого анализа вспышки ранее неизвестного транзиентного источника, названного IGR J18175-2419. По своим свойствам источник близок к так называемым "быстрым рентгеновским транзиентам", открытым обсерваторией ИНТЕГРАЛ (см., например, Сю-няев и др., 2003; Гребенев и др., 2004; Смит, 2004; ин'т Занд 2005; Негуэруэла и др., 2006б; Сгуера и др., 2006; Гребенев, 2009) и рассматриваемым как ранее неизвестное звено в популяции массивных рентгеновских двойных, содержащих сверхгиганты ранних спектральных классов.
Электронный адрес: sergei@hea.iki.rssi.ru
РЕЗУЛЬТАТЫ
Использовались данные детектора ISGRI (Ле-бран и др., 2003) гамма-телескопа IBIS (Убертини и др., 2003), имеющего максимум чувствительности в диапазоне энергий 20—200 кэВ. К сожалению, вспыхнувший новый источник не попал в поле зрения рентгеновского монитора JEM-X обсерватории (Лунд и др., 2003), более узкое (диаметром 13?2), чем у телескопа IBIS (30° х 30°). Анализ данных выполнен с помощью программ, разработанных для телескопа IBIS/ISGRI в ИКИ РАН (Ревнивцев и др., 2004; Кривонос и др., 2010). Спектральный анализ — с помощью пакета программ XSPEC лаборатории NASA/HEASARC (Арнауд и др., 1996).
Источник IGR J18175-2419 был обнаружен на рентгеновском изображении, полученном телескопом IBIS/ISGRI в диапазоне энергий 20—80 кэВ 26 сентября 2012 г., во время сеанса наведения, начавшегося в 14 ч 57 мин (UT). Достоверность его регистрации соответствовала величине отношения сигнала к шуму S/N = 7.3. Дальнейший анализ показал, что источник был также виден (на уровне S/N = 3.7) в первые 10 мин следующего сеанса, в котором обсерватория была наведена со смещением в ^2° относительно предыдущего. Учет этих дополнительных данных позволил получить суммарное изображение, показанное на рис. 1. Здесь источник зарегистрирован уже
Рис. 1. Изображение (карта отношения сигнала к шуму S/N) участка неба, попавшего в поле зрения телескопа IBIS/ISGRI 26 сентября 2012 г. между 15 и 16 часами дня (UT) — в то время, когда в этой области вспыхнул ранее неизвестный рентгеновский источник IGR J18175-2419. Полная экспозиция составила 4066 с, размер изображения приблизительно равен 11° х 3° (1/25 всего поля зрения). Контуры показывают области достоверной регистрации источников в диапазоне 20—80 кэВ и даны на уровне S/N = 4.5, 4.6, 4.9, 5.3, 6.3, 8.5, 13.2, 23.3, 45 (используется логарифмическая шкала). Источник IGR J18175-2419 зарегистрирован с S/N = 7.8.
14
15 16
Часы, 26.09.2012 г. UT
17
Рис. 2. Кривая блеска источника IGR Л8175—2419 в диапазоне 20—80 кэВ, полученная телескопом IBIS/ISGRI 26 сентября 2012 г. c разрешением 300 с. Вертикальными сплошными линиями в верхней части рисунка показаны начало и конец каждого отдельного наведения обсерватории ИНТЕГРАЛ, пунктирными линиями — временной интервал, использовавшийся для измерения спектра излучения вспышки.
на уровне S/N = 7.8. Его положение, R.A. = = 18h 17m52?8, Deel. = -24°19'45" (эпоха 2000.0), определено с точностью 4'. Источник расположен в -4° от галактической плоскости, в -15' от известного транзиента, содержащего черную дыру, XTE J1818-245, во время наших наблюдений находящегося в "выключенном" состоянии или имевшего низкую светимость. Экспозиция наблюдений, использовавшихся для получения данного изображения, составила всего 4066 с, поэтому часть обозначенных на нем источников могла не проявиться в силу их слабости. В то же время хорошо видны известные жесткие источники: черная дыра GRS 1758-258, рентгеновский пульсар GX 1+4 и вспыхнувшая рентгеновская новая SWIFT J174510.8-262411. Отметим, что в -5' от IGR J18175-2419 находятся два неотождествлен-
ных источника из обзоров WGACAT и ROSP-SPCTOTAL прибора PSPC спутника РОСАТ: 1WGA J1818.1-2416 (с координатами R.A. = = 18h18m08?7, Deel. = -24° 16' 12") и источника R.A. = 18h 17m50?44, Deel. = -24°14'57'.'0. Хотя расстояние до них (5'1 и 4'8, соответственно) формально превышает 1ст-ошибку локализации IGR J18175-2419, один из них все же мог бы быть его мягким рентгеновским двойником.
На рис. 2 показана кривая блеска нового источника в диапазоне 20—80 кэВ с разрешением 300 с. Видно, как поток его излучения за несколько минут вырос до уровня ^100 мКраб, а затем спустя ч также быстро упал ниже порога детектирования. В промежутке поток оставался на одном уровне, исключая короткий провал на ~10 мин через ^30 мин после начала вспышки. Средний поток от источни-
ВСПЫШКА НЕИЗВЕСТНОГО ИСТОЧНИКА 741
40 100 200
Энергия, кэВ
Рис. 3. Спектр рентгеновского излучения источника IGR Л8175-2419, полученный прибором IBIS/ISGRI во время вспышки 26 сентября 2012 г. Штриховой линией показана его аппроксимация степенным спектром, сплошной — степенным спектром с экспоненциальным завалом на высоких энергиях, пунктирной — спектром оптически тонкой тепловой плазмы.
ка в этом диапазоне был равен ^93 ± 12 мКраб. В верхней части рисунка короткими сплошными линиями отмечены начало и конец каждого отдельного сеанса наблюдения (отличающихся разными наведениями), вертикальными пунктирными линиями показан интервал, использовавшийся для накопления изображения, показанного на рис. 1, и фотонного спектра излучения нового источника, показанного на рис. 3.
Спектр источника был жестким степенным с фотонным индексом ~2.1 и возможным экспоне-циальным завалом на энергиях выше ^80 кэВ. Параметры аппроксимации этой (PL — степенным законом) и другими простыми моделями (BR — спектром тормозного излучения оптически тонкой тепловой плазмы и CP — степенным законом
Параметры среднего спектра излучения источника ЮН Л8175-2419 во время вспышки 26 сентября 2012 г.
Модель® а6 кэВ Ьх,г 1036 эрг с ^ X2(N )е
PL 2.1 ±0.5 8.2 ± 1.8 0.82(19)
СР -0.34 ±0.2 24 ±7 8.2 ± 1.7 0.84(18)
BR 81 ±32 8.3 ± 1.8 0.81 (19)
а Модель (см. текст). б Фотонный индекс.
в Температура или энергия экспоненциального завала. д Светимость в диапазоне 20—100 кэВ на расстоянии й = = 8 кпк.
е Значение х2 наилучшей аппроксимации, нормированное на N (Ы — число степеней свободы).
с экспоненциальным завалом на высоких энергиях) приведены в таблице. При аппроксимации было учтено межзвездное поглощение в спектре на уровне, соответствующем поверхностной плотности водорода в Галактике в этом направлении NH ~ 3 х 1021 см"2 (Калберла и др., 2005). Значения светимости источника в диапазоне 20—100 кэВ приведены в таблице в предположении, что источник находится на расстоянии галактического центра d ~ 8 кпк.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Хотя статистическая значимость регистрации источника достаточно высока S/N = 7.8, его близость к краю поля зрения (~13° от центра — область, где чувствительность наблюдений падает, а неоднородность фона растет) и кратковременность наблюдаемой вспышки (один сеанс наведения) оставляют возможность для неастрономического объяснения данной вспышки, ее связи с неизвестной систематикой или фоновым событием. В этом отношении очень важна регистрация этого источника на том же уровне потока в течение первых 10 мин следующего сеанса (наведение в котором было смещено относительно первого сеанса на ^2.2 градуса), не оставляющая уже сомнений в реальности вспышки.
Вспышка IGR 18175-2419 во многом напоминает вспышки источников, относящихся к группе так называемых "быстрых рентгеновских тран-зиентов", открытых обсерваторией ИНТЕГРАЛ. Оптические спутники этих транзиентов оказались
сверхгигантами, таким образом это открытие значительно продвигает нас в решении многолетней загадки, о причинах малого наблюдаемого числа рентгеновских двойных, содержащих сверхгиганты (например, Илларионов, Сюняев, 1975). Аккреция из звездного ветра сверхгиганта должна обеспечивать стабильно высокую светимость таким двойным и единственное, что может этому помешать — быстрое вращение магнитосферы нейтронной звезды, останавливающее аккрецию и даже способное выбросить вещество из системы. У нейтронных звезд со скоростями вращения, лишь слегка превышающими критическую (переходную), преодоление такого магнитосферного барьера может наступать даже при незначительном изменении внешних параметров - скорости и плотности ветра, что и приводит к рентгеновской вспышке (Гребенев, Сюняев, 2007; Гребенев, 2009). Особенно близок IGR 18175-2419 (по краткости вспышки, форме и жесткости спектра) к транзиенту IGR J18462-0223 (Гребенев, Сюняев, 2010), оптическая идентификация которого недавно была выполнена и его принадлежность к "быстрым транзиентам" подтверждена Сгуерой и др. (2013).
Открытие источника IGR 18175-2419 подтверждает предпо
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.