軟X線過渡現象

軟X線過渡現象（SXT）は、X線新星やブラックホールX線過渡現象とも呼ばれ、コンパクト天体（最も一般的にはブラックホールだが、中性子星の場合もある）と、ある種の「通常の」低質量星（つまり、太陽質量の何分の一かの質量を持つ星）から構成されています。^{[ 1 ] [ 2 ]}これらの天体は、X線放射に劇的な変化を示しますが、これはおそらく、通常の星からコンパクト天体への質量の変動的な移動、すなわち降着と呼ばれるプロセスによって引き起こされます。実際には、コンパクト天体が通常の星を「飲み込み」、X線放射はこのプロセスがどのように起こるかを最もよく示します。^{[ 3 ]} 「軟」という名前は、多くの場合、コンパクト天体の近くにある降着円盤から強い軟（つまり低エネルギー）X線放射があることに由来しますが、非常に硬い例外もあります。^{[ 4 ]}

軟X線トランジェントのCen X-4とAql X-1は、日本の初のX線天文衛星である白鳥によってX線バーストであることが発見された。^{[ 5 ]}

活発な降着現象（「アウトバースト」と呼ばれる）の間、SXTは明るく輝きます（典型的な光度は10³⁷ erg/s以上^）。これらの現象の間、つまり降着が起こらない時期には、SXTは通常非常に暗く、場合によっては観測不可能です。この状態は「静穏」状態と呼ばれます。

「アウトバースト」状態では、系の明るさはX線と可視光の両方で100～10000倍に増加します。アウトバースト中、明るいSXTはX線空で最も明るい天体となり、見かけの等級は約12等級になります。SXTのアウトバーストは数十年以上の間隔で発生し、2回以上のアウトバーストを示した系はごくわずかです。系は数ヶ月で静穏状態に戻ります。アウトバースト中は、X線スペクトルは「軟X線」、つまり低エネルギーX線が支配的になるため、軟X線トランジェントと呼ばれています。

SXTは非常にまれで、約100の系が知られています。SXTは低質量X線連星の一種です。典型的なSXTは、K型準巨星または矮星が降着円盤を通してコンパクト天体に質量を移動させているものです。コンパクト天体は中性子星の場合もありますが、ブラックホールの方が一般的です。コンパクト天体の種類は、アウトバースト後の系の観測によって判断できます。中性子星の表面からの残留熱放射が観測されますが、ブラックホールでは残留放射は観測されません。「静穏期」には質量が円盤に蓄積され、アウトバースト時には円盤の大部分がブラックホールに落下します。アウトバーストは、降着円盤の密度が臨界値を超えたときに引き起こされます。高密度になると粘性が増加し、円盤が加熱されます。温度の上昇はガスを電離させ、粘性を増加させ、不安定性が増大して円盤全体に伝播します。不安定性が内側の降着円盤に達すると、X線光度が上昇し、爆発が始まる。外側の円盤は、内側の降着円盤からの強い放射によってさらに加熱される。同様の暴走加熱メカニズムは矮新星でも作用する。^{[ 6 ] [ 7 ]}

静止状態にあるSXTの中には、典型的な光度が約(10 ³² - 10 ³⁴ ) erg/sの中性子星表面からの熱X線放射を示すものがある。いわゆる「準持続性SXT」では、降着と静止の期間が特に長く（数年のオーダー）、静止状態では降着によって加熱された中性子星の地殻の冷却が観測される。SXTの静止時の熱状態と地殻の冷却を分析することで、中性子星内の超高密度物質の物理的性質を検証することができる。^{[ 8 ] [ 9 ]}

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