The Be X-ray Binary Outburst Zoo

Be X-ray binaries are among the best known transient high-energy sources. Their outbursts are commonly classified into a simple scheme of 'normal' and 'giant' outbursts, but a closer look shows that actual outbursts do not always follow this simple scheme. Recent data show a variety of properties, like pre-flares, shifts of the outburst peaks with respect to the periastron, multi-peaked outbursts etc. We present results from a systematic study of a large number of outbursts monitored by various space missions, comparing outburst properties and their relation to system parameters and current theoretical understanding.Comment: Proceedings of "An INTEGRAL view of the high-energy sky (the first 10 years)" the 9th INTEGRAL Workshop, October 15-19, 2012, Paris, France, in Proceedings of Science (INTEGRAL 2012), Eds. A. Goldwurm, F. Lebrun and C. Winkler, (http://pos.sissa.it/cgi-bin/reader/conf.cgi?confid=176), id PoS(INTEGRAL 2012)01

Hochenergieröntgenspektren der akkretierenden Röntgenpulsare Vela X-1 und A 0535+26

In dieser Arbeit wurden Daten aus gemeinsamen, zeitgleichen Beobachtungen der bei- den akkretierenden Röntgenpulsare VelaX-1 und A0535+26 durch die Instrumente HEXE und TTM an Bord der Raumstation Mir ausgewertet. Die Kombination der gemeinsamen Beobachtungen erlaubte zum ersten Mal die Analyse von Lichtkurven, Pulsprofilen und Spektren dieser Quellen im breiten Energieband von 2–200 keV. Obwohl die Systemparameter und Akkretionsmechanismen der beiden Quellen recht verschieden sind, weisen sie im Röntgenbereich einige Ähnlichkeiten auf. So zeigen die Lichtkurven beider Quellen starke Puls-zu-Puls Variationen. Erst bei der Überlagerung hinreichend vieler Pulse ($\geq$ 10) ergeben sich die recht stabilen mittleren Pulsprofile. Das Spektrum einzelner Pulse kann deutlich vom mittleren Spektrum abweichen, es ergaben sich aber keine Hinweise auf systematische Zusammenhänge mit anderen Größen, wie z.B. dem Gesamtfluß. Die Kontinuumsspektren der beiden Röntgenpulsare werden am besten durch das “Potenzgesetz mit exponentiellem Abfall” beschrieben. “Physikalische” Spektren, die auf stark vereinfachten Modellen beruhen, wie z.B. comptonisierte Spektren, beschreiben das erstmals aus zeitgleichen Beobachtungen bestimmte Breitbandkontinuum systematisch schlechter. In beiden Quellen hängt die Form der Kontinuumsspektren von der Pulsphase ab, allerdings in unterschiedlicher Ausprägung: Für Vela X-1 ergibt sich eine signifikante Variation unterhalb des spektralen Knicks bei ∼20 keV, für A 0535+26 dagegen oberhalb. In den Spektren beider Quellen gibt es deutliche Hinweise auf Zyklotronresonanzlinien, wobei die Stärke und Signifikanz der Strukturen mit der Pulsphase variiert. A 0535+26 zeigt statistisch sehr signifikante Strukturen bei ∼50 und ∼100 keV. Die statistisch etwas weniger signifikanten Strukturen bei ∼23 und ∼45 keV in den Vela X-1 Spektren stimmen gut überein mit Ergebnissen der Ginga -Beobachtungen dieser Quelle (Mihara 1995). Die Beobachtungsstatistik der vorliegenden Daten erlaubte wegen der komplexen Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Parametern der untersuchten Modellspektren keine gesicherten Aussagen über die Variation der Linienparameter mit der Pulsphase. Tendenziell sprechen die Ergebnisse für stärker ausgeprägte Linienstrukturen in den Pulsen und zumindest im Falle von A 0535+26 für eine pencil beam Emissionsgeometrie

Possible hard X-ray shortages in bursts from KS 1731-260 and 4U 1705-44

Aims: A hard X-ray shortage, implying the cooling of the corona, was observed during bursts of IGR J17473-272, 4U 1636-536, Aql X-1, and GS 1826-238. Apart from these four sources, we investigate here an atoll sample, in which the number of bursts for each source is larger than 5, to explore the possible additional hard X-ray shortage during {\it Rossi X-ray timing explorer (RXTE)} era. Methods: According to the source catalog that shows type-I bursts, we analyzed all the available pointing observations of these sources carried out by the {\it RXTE} proportional counter array (PCA). We grouped and combined the bursts according to their outburst states and searched for the possible hard X-ray shortage while bursting. Results: We found that the island states of KS 1731-260 and 4U 1705-44 show a hard X-ray shortage at significant levels of 4.5 and 4.7 $\sigma$ and a systematic time lag of $0.9 \pm 2.1$ s and $2.5 \pm 2.0$ s with respect to the soft X-rays, respectively. While in their banana branches and other sources, we did not find any consistent shortage.Comment: 5 pages, 4 figures, accepted by A&A as a research not

GeV detection of HESS J0632+057

HESS J0632+057 is the only gamma-ray binary that has been detected at TeV energies, but not at GeV energies yet. Based on nearly nine years of Fermi Large Area Telescope (LAT) Pass 8 data, we report here on a deep search for the gamma-ray emission from HESS J0632+057 in the 0.1-300 GeV energy range. We find a previously unknown gamma-ray source, Fermi J0632.6+0548, spatially coincident with HESS J0632+057. The measured flux of Fermi J0632.6+0548 is consistent with the previous flux upper limit on HESS J0632+057 and shows variability that can be related to the HESS J0632+057 orbital phase. We propose that Fermi J0632.6+0548 is the GeV counterpart of HESS J0632+057. Considering the Very High Energy (VHE) spectrum of HESS J0632+057, a possible spectral turnover above 10 GeV may exist in Fermi J0632.6+0548, as appears to be common in other established gamma-ray binaries.Comment: 17 pages, 4 figures, 1 table; Accepted for publication in Ap

EXO 2030+375 Restarts in Reverse

The Be X-ray binary pulsar EXO 2030+375, first detected in 1985, has shown a significant detected X-ray outburst at nearly every periastron passage of its 46-day orbit for the past ~25 years, with one low state accompanied by a torque reversal in the 1990s. In early 2015 the outbursts progressively became fainter and less regular while the monotonic spin-up flattened. At the same time a decrease in the H$\alpha$ line equivalent width was reported, indicating a change in the disk surrounding the mass donor. In order to explore the source behaviour in the poorly explored low-flux state with a possible transition to a state of centrifugal inhibition of accretion we have undertaken an observing campaign with Swift/XRT, NuSTAR and the Nordic Optical Telescope (NOT). This conference contribution reports the preliminary results obtained from our campaign.Comment: 11th INTEGRAL Conference Gamma-Ray Astrophysics in Multi-Wavelength Perspective, 10-14 October 2016, Amsterdam, The Netherlands. 7 page