広帯域Ｘ線観測から迫るブラックホール硬Ｘ線放射源の幾何

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ブラックホール連星はCyg X-1は概ねハード状態にいるが、2010年に7年ぶりにソフト状態に遷移した。Cyg X-1のソフト状態における放射の大部分は、円盤からの多温度黒体放射で説明できることはわかっているが、硬X線まで伸びるべき状の成分の起源はよくわかっていなかった。そこで、このべき状成分が5keV以上で卓越することに着目し、5keV以上でカウントレートが増加するとき、減少するときのスペクトルを計算した。両者の差分スペクトルは、元のスペクトルと形状が5keV以上でほぼ一致していることから、べき状成分そのものであることが示唆され、また、円盤放射が非熱的な電子雲によりコンプトン化されたモデルで再現されることがわかった。先行研究では軟X線もしくは硬X線に偏っていたが、「すざく」による広帯域解析により初めて変動成分の全容を捉え、べき状成分の起源解明に近づくことができた。さらに、低質量中性子星連星からの放射がブラックホール連星と同様の性質を示すことに着目し、常にハード状態にあるGS1826-238の解析を並行して行った。「すざく」により取得したスペクトルは、2温度の黒体放射が同一の電子雲にコンプトン化されたモデルで再現できた。このモデリングによると、低温の黒体成分は、中性子星表面全体から、高温の成分は赤道付近から放射されていると考えられ、それぞれ、櫻井他(2012)により考案されたハード状態とソフト状態の描像に対応する。当天体は、エディントン光度の5-10\%程度とハード状態にしては高光度であるため、ハード状態とソフト状態の中間的な状態にあると解釈可能である。当初の計画では、ブラックホール連星のハード状態に注力する予定であったが、より広義にコンパクト天体への降着流を理解するために、研究範囲を広げた次第である。