Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci Istituto di Astrofisica.

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1 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica - Rome Recent Activity at IASF/Rome on Microquasars and Soft Gamma Repeaters

2 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci Microquasars: Galactic Jet Sources, (often) showing apparent superluminal motion of the ejecta. Stellar-mass equivalent of the distant quasars, representing a unique laboratory to study the same Relativistic Physics, with much higher fluxes and much shorter timescales (by a factor of 10 -6 ). SAX J1819.2-2525 ( =V4641 Sgr) GRO J1655-40 XTE J1748-288 GRS 1915+105

3 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci SAX J1819.2-2525 the only BHC discovered by the BeppoSAX/WFC RXTE, giant flare on 15 Sept 1999 (Wijnands & Van der Klis 2000) BeppoSAX NFI, 13 March 1999, spectrum of quiescent emission @12 mCrab (int Zand et al. 2001) The optical counterpart revealed the mass of the two objects in the binary system: 8.7 M BH 11.7 M © and 5.5 M 2 8.2 M © for the companion star (B-star) (Orosz et al., 2001)

4 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci A total of 65 dips collected with BeppoSAX WFC, preferably at orbital phases between 0.68 and 0.92. GRO J1655-40 in the BeppoSAX/WFC Kuulkers et al., A&A 358 (2000) 215 At the same phase but on different orbits, dips are not observed: Time-dependent structures in the absorbing material.

5 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci XTE J1748-288: BeppoSAX and XMM-Newton BeppoSAX and XMM-Newton search for the quiescent counterpart: only Upper Limit at 10 -14 erg cm -2 s -1 (assuming PL with =2 and N H =5x10 22 cm -2 ). 1 st Jet: subluminal 2 nd Jet: superluminal VLA BATSE RXTE/ASM Bob Hjellming, Private Communication

6 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci GRS 1915+105 – Highlights from BeppoSAX Campaigns 1996-2000 Evidence for Inner Accretion Disc Disappearance Feroci et al., A&A 351 (1999) 985 Spectral Deconvolution of X-ray Data: Multi-T BB from an Accretion Disc + PL NO Disc ! BeppoSAX MECS Ryle Telescope

7 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci GRS 1915+105 - Highlights from BeppoSAX Campaigns 1996-2000 The Largest Multifrequency Campaign (10 days!) X-rays: OSSE, BATSE, ASCA, BeppoSAX Infrared: NTT/SOFI, Calar Alto Mm: NMA Radio: VLA, GBI BeppoSAX MECS BeppoSAX PDS NOT Detected by ASCA! Ueda et al., ApJ 571 (2002) 918

8 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci GRS 1915+105 – Highlights from BeppoSAX Campaigns 1996-2000 A Relativistic Iron Line from the Accretion Disc Martocchia et al., A&A 387 (2002) 215 Line profile not consistent with a (symmetric) broad Gaussian line. Relativistic Disc Line Required. Emitting orbit larger than the innermost stable orbit: Schwarzschild and Kerr Metrics undistinguishable.

9 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci GRS 1915+105 – First View with INTEGRAL Hannikanen et al., A&A 411 (2003) L415 JEM-X2 (3-20 keV) IBIS/ISGRI (20-450 keV) JEM-X2 (3-20 keV)

10 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci Soft Gamma Repeaters Recurrent Transient Sources, emitting highly super- Eddington flares of Hard-X/Gamma-rays, lasting from ms to minutes, and spanning 4-5 decades in luminosity. They are the most convincing Magnetar candidates: isolated neutron stars, hosting the largest known Magnetic Fields in the Universe (~10 14-15 Gauss).

11 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci SGRs at IASF/RM 1998 Aug 27 Giant Flare from SGR 1900+14 with the BeppoSAX Gamma Ray Burst Monitor Feroci et al., ApJ 515 (1999) L9 Feroci et al., ApJ 549 (2001) 1021 Emission from a Trapped Fireball in a Magnetars Magnetosphere: L x (t)=L x (0) (1-t/t evap ) a/(1-a)

12 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci SGRs at IASF/RM The Intermediate Flare of 2001 Apr 18 from SGR1900+14 Woods et al., ApJ 596 (2003) 464 Guidorzi et al., A&A in press Feroci et al., ApJ 596 (2003) 470 BeppoSAX GRBM RXTE PCA X-ray Afterglow (BSAX/RXTE/Chandra)

13 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci kT ~ 29 keV SGRs at IASF/RM Wide Band Spectra of Short Bursts from SGR 1900+14 Canonical Optically Thin Thermal Bremsstrahlung kT=29 keV MECS PDS N H =(4 5) ·10 22 atom/cm 2 kT 1 ~ 9.0 keV kT 2 ~ 3.1 keV ~ 0.92 Two-Blackbody Law kT 1 =3.5 keV kT 2 =9.0 keV A. Caliandro, Laurea Thesis, Paper in preparation Distribution of kT for 10 Short Bursts Flux BB1 vs Flux BB2

14 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci SGRs in the Present of IASF/RM: INTEGRAL 15-40 keV 2003 Sept. 4 00:53:43 40-100 keV 15-40 keV 2003 Sept. 5 07:46:15 40-100 keV 15-40 keV 2003 Sept. 4 01:15:57 40-100 keV Time (20 ms bins) INTEGRAL AO2 PI of an AO2 Proposal for Serendipitous detections of SGR bursts, co-PI of a Proposal for Follow-up observations of active SGRs INTEGRAL/IBIS – Bursts from SGR 1806-20

15 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci SGRs in the Future of IASF/RM: SuperAGILE

16 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci COMPORTAMENTO MULTISPETTRALE DI SORGENTI COSMICHE DI ALTA ENERGIA Franco Giovannelli Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, CNR

17 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci LAVORI IN CORSO Campagne di osservazioni dallemisfero Nord e Sud per la ricerca delle correlazioni dirette tra Pulsatori X e SNRs (Italia, Spagna, Argentina) Studi teorici: Produzione di gamma di alta energia da HMXRBs. Processi di Accrescimento in Sistemi Binari (Italia,Polonia,Spagna,Russia) Campagne per la ricerca di exo-pianeti (Italia, Spagna, Russia) Campagne di osservazioni multibanda di Binarie X e Candidati Black Holes (Italia, Polonia, Spagna, Argentina) Campagne di osservazioni di sismologia stellare: Stelle sdO e sdB (Italia, Spagna) SIXE: Spanish Italian X-ray Experiment (Fase-A Completata) - Fase-B: inizio in funzione decisioni politiche Spagna-Italia Serie di Workshops (Italia, Germania, Spagna, USA): Multifrequency Behaviour of High Energy Cosmic Sources Frontier Objects in Astrophysics and Particle Physics The Bridge between the Big Bang and Biology

18 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci (Spanish Italian X-ray Experiment) SIXE FASE-A conclusa con successo : finanziata dal PNIE (Plan Nacional Investigación Espacial), Spagnolo Banda X: 3-50 KeVBanda Ottica: B-V (Camera Ottica coassiale, tipo OMC di INTEGRAL) con lo stesso campo di vista. Piattaforma: MINISAT-02 (Spagna)Lanciatore: PEGASUS FILOSOFIA:Osservazioni multibanda (X-Ottica) di POCHE sorgenti cosmiche rappresentanti classi omogenee di oggetti. T exposure x A effective 10 10 s cm 2 ORBITA Circolare: h = 500-600 Km i = 20°-25°/155°-160° Stazioni diTerra: Maspalomas, INTA Malindi, ASI Coma Cluster (30 giorni di misura) 1 modulo SIXE OMC Piattaforma MINISAT-02 IASF, UNI-BO, UNI-CT, UNI-PA, INAF-RM, INAF-CT, ENEA (Italia), IEEC, UPC, INTA, CNM (Spagna)

19 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 Dicembre 2003 Marco Feroci Vol. 67 Ni. 1/2 -70 Ni. 3/4 - 73 No. 1 - 73 No. 4 2003,… Chinese J. A&A (in press) Multifrequency Behaviour of High Energy Cosmic Sources [F. Giovannelli & L. Sabau-Graziati (eds.)] Serie: 1995, 97, 99, 2001, 2003,… Mem. SAIt Serie: 1986, 1988,…., 2000, 2002,…, SIF Frontier Objects in Astrophysics and Particle Physics Franco Giovannelli & Giampaolo Mannocchi (eds.) The Bridge between the Big Bang and Biology Serie: 1999, 2002,…. (Franco Giovannelli (ed.) ***** CNR - Ufficio del Presidente, Volume Speciale SERIE WORKSHOPS