「すざく」が NGC 4945 銀河中 に見付けた ブラックホール候補天体

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1 「すざく」が NGC 4945 銀河中 に見付けた ブラックホール候補天体
磯部直樹(理化学研究所) 久保田あや(理化学研究所), 牧島一夫(東大理/理化学研究所) 伊藤健, 宮脇良平(東大理), 水野恒史(広大理), 粟木久光(愛媛大理), R., E., Griffiths, G., C., Dewangan (Carnegie Mellon University), 他「すざく」NGC 4945 観測チーム 「すざく」 NGC 4945 2006年9月20日 天文学会(九州国際大学)

2 「すざく」によるNGC 4945の観測 NGC 4945 距離 D = 3.7 Mpc Edge-onの渦巻銀河
強い吸収を受けた中心核を持つセイファート2銀河 すざくによる観測 2005年8月22日(23ks) 2006年1月15日(80ks) 新天体が出現 (13h05m05.5s, -49d31m39s) 中心核は伊藤公演 (S17a) XIS FI ( keV) 赤外線 (K band) 2006年9月20日 天文学会(九州国際大学)

3 X線スペクトル Multi color disk (MCD) model でよくフィッティングできる。
Tin = 1.65 ± 0.09 keV NH = (2.6 ±0.2) x 1021 cm-2 Rin = 57.5 ±3.5 km Lbol = (2.25 ±0.25) x1039 ergs s-1 Lbol >1039 ergs s-1 から、この天体は ultra luminous X-ray sources (ULX) に分類される。 Lbol が Eddington 限界を超えないためには、 M > 15 M◎が必要である。 MCD 銀河からの成分 2006年9月20日 天文学会(九州国際大学)

4 時間変動 Soft band (0.5 - 2 keV), Hard Band (2 - 10 keV)ともに変動が見られる。
数 10 ks のタイムスケール 最大で2倍程度 明るいときほどスペクトルがハードになる 明るさによってPhaseに分けてMCDでフィッティング Rin～60 km (ほぼ一定) Lbol とTin が良く相関 XISのライトカーブ Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4 2006年9月20日 天文学会(九州国際大学)

5 Lbol と Tin の関係 ULXではめずらしく Lbol ∝ Tin4 Standard Disk ? ULX Lbol ∝ Tin2
Slim Disk ULXではめずらしく Lbol ∝ Tin4 Standard Disk ? Stellar Mass BH Lbol ∝ Tin4 Standard Disk 2006年9月20日 天文学会(九州国際大学)

6 この天体の正体（質量）は ? Rin が一定、Lbol ∝ Tin4 Rin = 3 Rs とすると、 M = 6.9 ± 0.4 M◎
Slim disk ではなさそう。 　　　　　(Lbol ∝ Tin2 になるはず) Standard disk を強く示唆 Rin = 3 Rs とすると、 　　 M = 6.9 ± 0.4 M◎ Lbol < Ledd ⇒M > 15M◎ Standard disk なら、M = 6.9M◎ で Tin < 1.32 keV 回転(Kerrブラックホール)か? 降着円盤が内側まで延びる Rin = 3aRs (1/6 < a < 1) ～ 60 km (観測値) 20 < M / M◎ < 40 の ブラックホールが適度に 回転していれば、説明できる。 2006年9月20日 天文学会(九州国際大学)

7 まとめ すざくにより、NGC 4945の南西の腕の領域に、新天体を発見した。
その天体のX線スペクトルは、MCDモデルで表すことが出来た。(Tin = 1.65 ±0.05 keV) この天体の光度は Lbol = (2.25±0.25)x1039　ergs s-1 で、ULXに分類される。 観測中にLbolが2倍程度変動した。その際、Rin ～ 60 km はほぼ一定であったが、Lbol が Tin4に比例していることがわかった。 この天体のスペクトル変動は、20<M/M◎<40 程度のブラックホールが適度に回転していれば、うまく説明が出来る。 2006年9月20日 天文学会(九州国際大学)