Suzaku Constraints on the Soft and Hard Excess Emissions from Abell 2199

Authors:
M. Kawaharada, K. Makishima, T. Kitaguchi, S. Okuyama,
K. Nakazawa, and Y. Fukazawa

http://arxiv.org/abs/0911.5205

The nearby ($z=0.03015$) cluster of galaxies Abell 2199 was observed
by Suzaku in X-rays, with five pointings for ~20 ks each. From the
XIS data, the temperature and metal abundance profiles were derived
out to ~700 kpc (0.4 times virial radius). Both these quantities
decrease gradually from the center to peripheries by a factor of ~2,
while the oxygen abundance tends to be flat. The temperature within 12'
(~430 kpc) is ~4 keV, and the 0.5--10 keV X-ray luminosity integrated
up to 30'is (2.9 +- 0.1) x 1E44 erg s^{-1}, in agreement with previous
XMM-Newton measurements. Above this thermal emission, no significant
excess was found either in the XIS range below ~1 keV, or in the
HXD-PIN range above ~15$ keV. The 90%-confidence upper limit on the
emission measure of an assumed 0.2 keV warm gas is (3.7--7.5) x 1E62
cm^{-3} arcmin^{-2},  which is 3.7--7.6 times tighter than the detection
reported with XMM-Newton. The 90%-confidence upper limit on the 20--80
keV luminosity of any power law component is 1.8 x 10^{43} erg s^{-1},
assuming a photon index of 2.0. Although this upper limit does not
reject the possible 2.1 sigma detection by the BeppoSAX PDS, it is a
factor of 2.1 tighter than that of the PDS if both are considered upper
limits. The non-detection of the hard excess can be reconciled with
the upper limit on diffuse radio emission, without invoking the very
low magnetic fields (< 0.073 uG) which were suggested previously.

川原田円、牧島一夫、"「すざく」衛星よるAbell 2199銀河団ガスの経路成分に対する制限"

第9回宇宙科学シンポジウム、2009年1月6～7日、宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究本部

「すざく」衛星による Abell 2199 銀河団の観測II

copy from http://www.asj.or.jp/nenkai/2008a/html/T11a.html

○川原田 円 (理研)、北口 貴雄、中澤 知洋 (東大)、牧島 一夫 (東大、理研)深沢 泰司 (広島大学)

2007年秋の年会における講演(T03a)に続いて、「すざく」衛星の Abell 2199 銀河団の解析結果について講演を行う。前回は、W23系のみのPIN (32/64個)を使用して解析した結果、有意な非熱的信号は見られず、 その上限値は、Center領域で、BeppoSAX衛星の2.3倍厳しい値となる ことがわかった。今回は、フレアしたPINを含むユニット(PIN4個)を除く、 60個のPINを用いた解析を行うことで、統計を改善した。その結果得られた、 非熱的放射に対するより厳しい上限について報告する。

Abell 2199 は非熱的放射のみならず、soft excessと呼ばれる 1 keV 以下のエネルギー領域における熱的成分からの超過成分が示唆 されてきた (e.g. Kaastra et al. 2002)。 soft excess はほか にもいくつかの天体でも示唆されてきたものの、それが本当に存在するのか、 またあるとしたら熱的なのか非熱的なのか、まったくわかっていない。

「すざく」の時代になって、唯一 Sersic 159-03で　soft excess の存在が確かめられている (Werner et al. 2007)。そこで今回我々は、 Abell 2199にsoft excess が存在するかどうか調べるためにXISの スペクトルを解析し、予備的な結果ながら、有意なsoft excessが 見られないことがわかった。今回はこのAbell 2199 の soft excess の上限と、これまでの衛星の結果との整合性について議論する。

「すざく」衛星による Abell 2199 銀河団の観測

copy from http://www.asj.or.jp/nenkai/2007b/html/T03a.html

○川原田 円 (理研)、北口 貴雄、中澤 知洋 (東大)、牧島 一夫 (東大、理研)深沢 泰司 (広島大学)

Abell 2199 はリラックスした銀河団であるが、これまでに BeppoSAX 衛星などによって非熱的放射の存在が示唆されている。もしリラックス した銀河団から非熱的放射が見つかれば、粒子加速が銀河団中で一般的に起こっ ている可能性が高まる。そういう意味で、Abell 2199 の非熱的放射の探査は 非常に重要な意義を持つ。

我々は「すざく」衛星の公募観測 に Abell 2199 とそのオフセット 位置、合計 5 ポインティングの観測提案を行なって、採択された。 実際の観測は 2006 年 10 月 はじめに行なわれた。

この観測中に、W1系の PIN 高圧を 400 V に下げるオペレーションが 行なわれたので、我々は今回、W23 系のみのデータを選択して、 解析を行なった。公開されている W23 用の 検出器バックグラウンドモデル (NXB model) を使用して PIN のデータから引くと、NXB の 5\% を越える ような 超過成分は、いずれの領域でも見られない。

この結果が真であるかどうか、NXB model の妥当性を評価すべく観測中 の地没スペクトルとNXB model を比較したところ、$12-25$ keV で NXB を 10\% 程度 NXB を 過大評価している傾向があった。すなわち、NXB の 引きすぎで信号が消えている可能性がある。

W23用の NXB model の系統誤差についてはまだ十分に検証が進んでいない。 本講演では、他の観測の地没データも用いて W23 NXB model の検証を行い、 PIN の信号を決定した上で、 XIS から決まる熱的成分と比べることで Abell 2199 の非熱的放射の上限を議論する。