[論文レビュー] A Deep XMM-Newton Serendipitous Survey of a middle-latitude area. II. New deeper X-ray and optical observations

G. Novara, N. La Palombara+5 more|arXiv (Cornell University)|Apr 24, 2009

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 26被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、1E1207.4−5209周辺の中銀緯度領域におけるXMM-Newtonの深宇宙サーベイを提示する。X線観測の合計350 ksと、ESO/MPG 2.2m望遠鏡からの新規光学データを統合し、144個の偶然検出されたX線源を同定した。X線源集団は硬域（2–10 keV）で銀河系外源が支配的であるが、軟域（0.5–2 keV）には顕著な銀河系成分を含んでおり、X線/光学フレックス比およびスペクトル解析に基づく分類で68%がAGN、20%が星と特定された。

ABSTRACT

The radio-quiet neutron star 1E1207.4-5209 has been the target of several XMM-Newton observations, with a total exposure of ~350 ks. The source is located at intermediate galactic latitude (b~10 degrees), i.e. in a sky region with an extremely interesting mix of both galactic and extra-galactic X-ray sources. The aim of our work is to investigate the properties of both the intermediate-latitude galactic and extra-galactic X-ray source populations in the 1E1207.4-5209 field. We performed a coherent analysis of the whole XMM-Newton observation data set to build a catalogue of serendipitous X-ray sources detected with high confidence and to derive information on the source flux, spectra, and time variability. In addition, we performed a complete multi-band (UBVRI) optical coverage of the field with the Wide Field Imager (WFI) of the ESO/MPG 2.2m telescope (La Silla) to search for candidate optical counterparts to the X-ray sources, down to a V-band limiting magnitude of ~24.5. We detected a total of 144 serendipitous X-ray sources. Thanks to the refined X-ray positions and to the WFI observations, we found candidate optical counterparts for most of the X-ray sources in our compilation. For most of the brightest ones we proposed a likely classification based on both the X-ray spectra and the optical colours. Our results indicate that at intermediate galactic latitude the X-ray source population is dominated by the extra-galactic component, but with a significant contribution from the galactic component in the soft energy band, below 2 keV.

研究の動機と目的

• 中銀緯度（b ≈ 10°）におけるX線源集団を調査し、銀河系および銀河系外源が共存する環境を解明する。
• より深いXMM-Newton X線データと新規のマルチバンド光学観測を統合することで、源の検出および分類を向上させる。
• log N–log S分布を精緻化し、異なるエネルギー帯域における銀河系および銀河系外源の寄与を評価する。
• X線スペクトルおよび光学色を用いて、V ≈ 24.5まで達するX線源の光学同等体を同定し、分類する。

提案手法

• 1E1207.4−5209領域のXMM-Newton観測をすべて統合し、合計で約350 ksの露出時間を得て、源の検出およびフレックス測定を向上させた。
• EPIC-MOSデータを包括的に分析し、144個の偶然検出X線源からなる高信頼性カタログを作成した。
• ESO/MPG 2.2m望遠鏡のワイドフィールドイメージャ（WFI）を用いて、V ≈ 24.5の限界星等まで到達するU-B-V-R-I光学画像を取得した。
• 洗練されたX線位置と組み合わせ、X線源と光学同等体をクロスマッチし、U-B-V-R-I光度測定を用いた色ベースの分類を実施した。
• X線の硬さ比およびX線対光学フレックス比（f_X/f_opt）を用いて、源をAGN、星、または銀河として分類した。
• 最も明るい40個の源についてスペクトル解析および変動性解析を実施し、10個の準定常源および2つの短時間スケール変動を示す源を同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 中銀緯度における軟域（0.5–2 keV）および硬域（2–10 keV）エネルギー帯で、銀河系および銀河系外X線源の相対的寄与はどの程度か？
• RQ2 この領域におけるlog N–log S分布は、高銀緯度および銀河平面領域のそれと比較してどのように異なるか？
• RQ3 X線スペクトルと光学色情報を統合して、X線源をAGN、星、または銀河として分類する信頼性はどの程度か？
• RQ4 どのX線源が顕著な変動を示し、その性質は何か？
• RQ5 Seyfert-2銀河XMMU J121029.0−522148の赤方偏移は何か？以前の推定値と比較するとどうか？

主な発見

• 合計144個の偶然検出X線源が検出され、軟域（0.5–2 keV）で114個、硬域（2–10 keV）で87個が検出された。それぞれのフレックス限界は約10⁻¹⁵ erg cm⁻² s⁻¹および4×10⁻¹⁵ erg cm⁻² s⁻¹であった。
• 軟域におけるlog N–log S分布は、低フレックス域（約4×10⁻¹⁵ erg cm⁻² s⁻¹）で明確な平坦化を示しており、銀河系源の顕著な寄与を示唆している。一方、硬域の分布は高銀緯度および銀河平面サーベイと一致しており、銀河系外源が支配的であることを示している。
• X線スペクトルおよび光学色に基づき、68個（65%）の源がAGNと分類された。最も明るい27個の源はAGNとして確認され、7個は星と特定された。
• 21個（20%）の源が星と分類された。主にX線対光学フレックス比が-1.5未満の特徴に基づく。残りの13個（13%）の源は、矛盾するまたは制約のないデータのため分類不能であった。
• 40個の最も明るい源のうち10個が2002年と2005年の観測間で大きなフレックス変動を示し、準定常的挙動を示した。さらに2つの源は、約0.1 ksおよび約10 ksの時間スケールで短時間スケールの変動を示した。
• Seyfert-2銀河XMMU J121029.0−522148の最良適合赤方偏移はz = 0.042に再評価された。これは以前に報告されたz = 0.032よりも高い値である。