半人马座 X-4 中的硬 X 射线幂律谱截断
高能天体物理现象
2015-06-19 v2
摘要
低质量 X 射线双星 Cen X-4 是最亮且最近（<1.2 kpc）的宁静期中子星暂现源。此前对宁静期 Cen X-4 的 0.5-10 keV X 射线观测确定了两个谱成分：来自中子星大气的软热辐射和起源未知的硬幂律拖尾。我们报告了 2013 年 1 月利用 NuSTAR（3-79 keV）和 XMM-Newton（0.3-10 keV）对 Cen X-4 进行的联合观测，提供了首个宁静期中子星暂现源的高灵敏度硬 X 射线能谱。0.3-79 keV 光度为 1.1 x 10^(33) erg/s（取 D=1kpc），其中约 60% 来自热成分。我们清晰地探测到硬谱拖尾在 10 keV 以上的截断，这是在此类源中首次探测到此类特征。我们表明，基于物理依据排除了硬 X 射线辐射的热康普顿化和同步激波起源。然而，硬 X 射线能谱能很好地由电子温度为 18 keV 的热轫致辐射模型拟合，这可理解为产生于中子星大气上方的热层或辐射低效吸积流（RIAF）中。幂律截断能量可能由轫致辐射电子被中子星表面热种子光子进行的康普顿冷却程度决定。较低的热光度应导致较高（可能无法探测到）的截断能量。我们将 Cen~X-4 的行为与 PSR J1023+0038、IGR J18245-2452 和 XSS J12270-4859 进行了比较，这些源在相似的 X 射线光度下已显示出在低质量 X 射线双星（LMXB）和射电脉冲星模式之间的转变。
引用
@article{arxiv.1403.6751,
title = {A Hard X-Ray Power-Law Spectral Cutoff in Centaurus X-4},
author = {Deepto Chakrabarty and John A. Tomsick and Brian W. Grefenstette and Dimitrios Psaltis and Matteo Bachetti and Didier Barret and Steven E. Boggs and Finn E. Christensen and William W. Craig and Felix Fuerst and Charles J. Hailey and Fiona A. Harrison and Victoria A. Kaspi and Jon M. Miller and Michael A. Nowak and Vikram Rana and Daniel Stern and Daniel R. Wik and Joern Wilms and William W. Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.6751},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 8 figures. Accepted for publication in ApJ. Sections 4 and 5 substantially revised