[論文レビュー] ASCA Observations of "Type 2" LINERs: Evidence for a Stellar Source of Ionization

Yuichi Terashima, Luis C. Ho+5 more|ArXiv.org|Nov 17, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 69被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、5つの「タイプ2」LINER（NGC 404、4111、4192、4457、4569）のASCAR X線観測を用いて、光学的発光線の電離源を調査した。著者らは、遮蔽されたAGNの明確な証拠を発見できず、代わりに星形成と関連する高温ガスからのソフトX線発光と、離散的源からのハードX線発光を示唆する。これにより、これらの銀河の光学的発光線は、おそらく質量の大きな高温星によって電離されていると考えられる。

ABSTRACT

We present ASCA observations of LINERs without broad H$α$ emission in their optical spectra. The sample of "type 2" LINERs consists of NGC 404, 4111, 4192, 4457, and 4569. We have detected X-ray emission from all the objects except for NGC 404; among the detected objects are two so-called transition objects (NGC 4192 and NGC 4569), which have been postulated to be composite nuclei having both an HII region and a LINER component. The images of NGC 4111 and NGC 4569 in the soft (0.5-2 keV) and hard (2-7 keV) X-ray bands are extended on scales of several kpc. The X-ray spectra of NGC 4111, NGC 4457 and NGC 4569 are well fitted by a two-component model that consists of soft thermal emission with $kT\sim0.65$ keV and a hard component represented by a power law (photon index $\sim$ 2) or by thermal bremsstrahlung emission ($kT\sim$ several keV). The extended hard X-rays probably come from discrete sources, while the soft emission most likely originates from hot gas produced by active star formation in the host galaxy. We have found no clear evidence for the presence of active galactic nuclei (AGNs) in the sample. If an AGN component is the primary ionization source of the optical emission lines, then it must be heavily obscured with a column density significantly larger than $10^{23}$ cm$^{-2}$. Alternatively, the optical emission could be ionized by a population of exceptionally hot stars.

研究の動機と目的

• 『タイプ2』LINERの電離源を特定すること。これは、幅広いHα線を示さず、遮蔽されたAGNを有すると考えられている。
• 光学スペクトル的特徴を踏まえて、活動銀河核（AGN）がこれらの系において主電離源であるかどうかを検証すること。
• 星形成および高温星集団が、LINER発光線の電離に果たす寄与を評価すること。
• X線の形状およびスペクトルを分析し、AGNと星形成の寄与を区別すること。

提案手法

• 『タイプ2』LINERの5つに対して、ソフト（0.5–2 keV）およびハード（2–7 keV）バンドのX線発光に注目した、深さのあるASCAR観測を実施した。
• X線画像を分析し、空間的広がりを評価した。NGC 4111およびNGC 4569でソフトおよびハードX線発光が広がっていることが判明した。
• X線スペクトルに2成分モデルを適合させた。1つはソフト熱成分（kT ≈ 0.65 keV）、もう1つはパワー・レイ（Photon index ≈ 2）または熱的ブレムストラーラーツング（kT ≈ 数keV）のハード成分である。
• 遮蔽されたAGNの可能性を評価するため、吸収係数の制約を用い、下限として>10^23 cm⁻²を設定した。
• X線発光特性と光学的線比を比較し、電離機構を推定した。
• 過渡的対象（NGC 4192およびNGC 4569）の、HII領域とLINER成分を併せ持つ複合核の可能性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 『タイプ2』LINERの光学的発光線の電離は、遮蔽されたAGNによるものか、星形成プロセスによるものか？
• RQ2 これらのLINERにおけるX線発光、特にソフトおよびハードX線成分の性質は何か？
• RQ3 観測されたX線スペクトルおよび形状は、AGNではなく星形成および高温星集団によって説明可能か？
• RQ4 X線データに基づいて、これらの系でAGNを隠すために必要な最小遮蔽吸収係数（列密度）は何か？
• RQ5 過渡的対象であるNGC 4192およびNGC 4569は、かつて提案されたようにHII領域とLINER成分を併せ持つ核を有するか？

主な発見

• NGC 404を除くすべてのLINERでX線発光が検出され、NGC 4111およびNGC 4569でソフトおよびハードX線発光が広がっていた。
• NGC 4111、NGC 4457、NGC 4569のX線スペクトルは、2成分モデルで最もよく適合した。ソフト熱成分（kT ≈ 0.65 keV）と、パワー・レイ（Photon index ≈ 2）または熱的ブレムストラーラーツング（kT ≈ 数keV）のハード成分である。
• ソフトX線発光は、活発な星形成によって生成された高温ガスに起因するとされる。一方、ハードX線発光は、X線連星などの離散的源に起因すると考えられる。
• AGNの明確な証拠は得られなかった。任意の潜在的AGNは、遮蔽されるために>10^23 cm⁻²の列密度を要する。
• 光学的発光線は、隠れたAGNよりも、高温で質量の大きな星の集団による電離の方がより妥当であると考えられる。
• 結果は、『タイプ2』LINERの電離が星形成由来であるという主張を支持しており、これらの系においてAGN支配のモデルに疑問を呈する。