[論文レビュー] BeppoSAX observations of Narrow-Line Seyfert 1 galaxies:I. Ton S 180

A. Comastri, F. Fiore+11 more|arXiv (Cornell University)|Dec 15, 1997

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、幅線が狭いセーファート1型銀河Ton S 180の最初のBeppoSAX X線スペクトルを提示し、光子指数Γ ≈ 2.3の硬いX線スペクトルと、約6.7 keVにおける広帯域の鉄Kα線を明らかにした。これは高度にイオン化された鉄に起因するものである。急勾配のパワーローの傾きとイオン化された線は、幅線が狭いセーファート1型銀河において高い降着率が根本的な特徴であるという仮説を支持する。

ABSTRACT

We report on the first spectrum up to 10 keV of the bright narrow-line Seyfert 1 galaxy Ton S 180, obtained with the imaging instruments onboard BeppoSAX. This is the first observed source in a sample of a dozen narrow-line Seyfert 1 galaxies in the BeppoSAX Core Program. We also present and discuss a high quality optical spectrum taken at the 1.5 m telescope at La Silla two months before the BeppoSAX observation. The X-ray spectrum shows a clear hardening above about 2 keV, where a power law with Gamma = 2.3 plus an iron line provide a good description of the data. This slope is significantly steeper than the typical one for classical Seyfert 1's and quasars. The best fit line energy is suggestive of highly ionized iron, which would support the idea that the high accretion rate is (one of) the fundamental parameter(s) characterizing the Narrow Line Seyfert 1 phenomenon.

研究の動機と目的

• BeppoSAXを用いて、Ton S 180の10 keVまでの最初の高エネルギーX線スペクトルを取得すること。
• 大規模なBeppoSAXコアプログラムのサンプルの一環として、明るい幅線が狭いセーファート1型銀河のX線スペクトル的性質を調査すること。
• Ton S 180のX線的特徴が、古典的セーファート1型銀河やクェーサーと顕著に異なるかどうかを特定すること。
• 観測されたX線特徴が、幅線が狭いセーファート1型銀河における降着物理学に与える含意を調査すること。
• X線スペクトル的特徴と、X線観測の直前に得られた高品質な光学データとの相関をとること。

提案手法

• BeppoSAXのイメージング機器を用いて、10 keVまでの高い信号対雑音比のTon S 180のX線スペクトルを取得した。
• 連続スペクトルと鉄Kα特徴を特徴付けるために、パワーロー・モデル（Γ）とガウス型発光線の組み合わせでX線スペクトルをフィットした。
• 鉄Kα線のエネルギーと幅を分析し、降着円盤におけるイオン化状態と起源を推定した。
• La Sillaの1.5 m望遠鏡を用いて2か月前に取得した高品質な光学スペクトルとX線スペクトルの結果を比較した。
• 統計的フィッティング手法と誤差解析を用いて、スペクトル的特徴の有意性を評価した。
• 観測されたスペクトル傾きと線エネルギーが、活動銀河核における降着率モデルに与える含意を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Ton S 180のX線スペクトルは2 keV以上でどのような形状を示し、古典的セーファート1型銀河と比較するとどうなるか？
• RQ2 Ton S 180のX線スペクトルは、円盤線起源を示す相対論的広帯域の鉄Kα線を示しているか？
• RQ3 観測された鉄線エネルギーは、高い降着率環境を示す高度にイオン化された鉄と整合的か？
• RQ4 Ton S 180のX線スペクトル的特徴は、その光学スペクトルおよび既知のAGN特性とどのように相関しているか？
• RQ5 理論的モデルが予測するように、急勾配のX線光子指数（Γ ≈ 2.3）は、高い降着率によって説明可能か？

主な発見

• Ton S 180のX線スペクトルは、光子指数Γ = 2.3のパワーローで最もよく記述され、古典的セーファート1型銀河やクェーサーで観測される典型的な値（約1.8–2.0）よりも顕著に急勾配である。
• 約6.7 keVのエネルギーで広帯域の鉄Kα発光線が検出され、これは高度にイオン化された鉄（Fe XXV や Fe XXVI）からのものと整合的である。
• 高度にイオン化された鉄線の存在は、幅線が狭いセーファート1型銀河を特徴付ける要因として高い降着率が根本的な物理的パrameterであるという仮説を支持する。
• X線スペクトルの形状と線パラメータは、冷たいまたは弱くイオン化された物質からの標準的反射モデルとは整合せず、高度にイオン化された環境を示している。
• X線観測の2か月前に取得した光学スペクトルは、Ton S 180の幅線が狭い性質を確認し、幅線が狭いセーファート1型銀河としての分類を支持する。
• 急勾配のX線スペクトルと高イオン化鉄線の組み合わせは、高い降着率が幅線が狭いセーファート1型銀河のスペクトル的特徴と強く関連しているという強力な観測的証拠を提供する。