Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Рентгеновский Фон Галактики (РФГ) В данной работе, интенсивность РФГ измеряется как разность между наблюдаемой скоростью счета детектора ISGRI и скоростью счета детектора, предсказанной моделью инструментального фона. Измерения проводятся в режиме коллиматора телескопа IBIS, когда его оптическая ось направлена на Галактику. Для модели фона была применена интерполяция скорости счета на наблюдениях высоких галактических широт, где отсутствует сигнал от Галактики. Мы определили область неба содержащую Галактику (|b|<30 град., “GAL”) и все остальное небо для калибровки модели фона ( “BKG”). Области GAL и BKG содержат 70226 и 61214 наблюдений с общей экспозицией 112 и 114 Мс, соответственно, проведенных обсерваторией ИНТЕГРАЛ с 2003 по 2024 г. Мы построили многолетнюю скорость счета детектора ISGRI и результат предсказания модели фона. Было продемонстрировано, что модель фона хорошо описывает долговременные и кратковременные изменения инструментальной скорости счета детектора. За 20 лет работы обсерватории ИНТЕГРАЛ, произошла деградация детектора ISGRI, что привело к потере эффективности. По этой причине, скорость счета астрофизического сигнала, полученная после применения модели фона, требует дополнительной калибровки. Данная процедура была реализована на наблюдениях Крабовидной Туманности. Для измерения РФГ, из скорости счета детектора вычитается модель инструментального фона, затем нормируется на скорость счета Краба. Таким образом, интенсивность, выраженная в мКраб, соответствует астрофизическому потоку. Было построено распределение рентгеновской интенсивности по плоскости Галактики. В диапазоне 25-60 кэВ наблюдается значимое детектирование РФГ, которое хорошо согласуется с распределением инфракрасной интенсивности 4.9 мкм, полученное экспериментом COBE/DIRBE. Данный результат подтверждает, что происхождение РФГ на энергиях ниже 60 кэВ связано со звёздным населением. Распределение интенсивности в диапазонах 60-80 и 80-200 кэВ по данным телескопа IBIS представлены впервые. Особенно важным результатом является детектирование гамма фона Галактики до 200 кэВ. Были получены спектры РФГ в разных регионах. Наибольший поток, как и ожидалось, наблюдается из области галактического балджа. Спектральная форма рентгеновского фона Галактики является основным источником астрофизической информации. На энергиях ниже 60 кэВ ожидается основной вклад от аккрецирующих белых карликов (БК) в двойных системах. На энергиях выше 100 кэВ наблюдается гамма фон Галактики, который формируется в результате взаимодействия частиц космических лучей с нейтральным веществом. Было проведено спектральное моделирование РФГ с помощью степенного закона с завалом в качестве описания звездного населения и степенного закона с наклоном 1.5 для аппроксимации гамма фона. Затем, первая компонента была заменена на модель излучения аккреционной колонки на поверхности БК, которая позволила оценить среднюю массу БК около 0.7 солнечных масс. В ходе работы над данным проектом, мы подготовили программное обеспечение для расчета инструментального фона IBIS/ISGRI, которое доступно в репозитории кода, размещенном в Институте Космических Исследований. Пакет можно получитьс помощью команды «git clone http://heagit.cosmos.ru/integral/ridge.git». Инструкции по установке и использованию находятся на веб-сайте http://heagit.cosmos.ru/integral/ridge. Центральный Звёздный Диск (ЦЗД) В ходе выполнения Проекта, были проанализированы данные телескопа ART-XC им. Павлинского обсерватории СРГ. Изображение центра Галактики в диапазоне 4-12 кэВ загрязнено потоком от ярких источников рентгеновского излучения. Для получения карты центра Галактики, подходящей для научного анализа ЦЗД, требуется убрать вклад от ярких источников, для чего была проведена калибровка функции размытия точечного источника (ФРТИ) телескопа. Калибровка функции отклика телескопа ART-XC на больших угловых смещениях Для калибровки ФРТИ телескопа использовались три набора данных: 1) Наземные измерения с полной площадью ПЗС матрицы, 2) полётные наблюдения источника Скорпион Х-1 в режиме обзора всего неба (Декабрь 2019 — Март 2022), и 3) полётные наблюдения источника Краб в режиме сканирующих наблюдений (Март 2024). Однократно отраженные фотоны формируют «гало» вокруг ярких источников, которое и является целью текущих калибровок. Были построены радиальные профили ФРТИ для трех наборов данных. Все профили согласуются на угловых расстояниях от 200 до 1000 угл. сек., т.е. полётные измерения согласуются с наземными калибровками. Для получения карты ЦЗД будет использована ФРТИ, полученная из радиального профиля источника Скорпион Х-1. В качестве основной характеристики рентгеновского излучения ЦЗД является удельная рентгеновская светимость на единицу звёздной массы. Информация о рентгеновском потоке извлекается из данных ART-XC, а масса звёздного населения ЦЗД оценивается из аналитической модели Лаундхардта и др., (2002)., основанных на инфракрасных данных. Была проведена оценка удельной светимости ЦЗД, как единого объекта, находящегося на расстоянии 8.5 кпк от солнечной системы, которая составляет 6.2e27 эрг/с/см2/Msun, что в 2-3 раза превышает соответствующую величину для рентгеновского фона Галактики. Для определения удельной светимости ЦЗД, мы разбили рентгеновскую карту ART-XC на регионы одинаковой звёздной массы. Карта распределения звёздной массы была получена интегрированием объёмной массовой модели вдоль луча зрения. Отношение рентгеновского потока к массе даёт объёмную удельную рентгеновскую светимость. Было показано, что чем больше звёздной массы на луче зрения, тем выше рентгеновский поток; и что удельная рентгеновская светимость ЦЗД не является постоянной величиной, и увеличивается к центру. Это может означать увеличивающуюся долю аккрецирующих белых карликов и/или изменяющийся наклон функции светимости этих систем.