[論文レビュー] Broad band energy distribution of ROSAT detected quasars II: Radio-quiet objects

Wei Yuan, W. Brinkmann+2 more|ArXiv.org|May 4, 1998

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、ROSAT全天およびポイント観測からの846個の電波非騒音クェーサーの広帯域エネルギー分布解析を実施し、電波非騒音クェーサーが電波騒音クェーサーと比較してより急勾配の軟X線スペクトルを示すことを確認した。赤方偏移z ≈ 2までスペクトルの平坦化が見られ、z > 2.5では顕著なX線スペクトルの進化は認められず、また高赤方偏移においても過剰吸収は顕著でないことが判明した。さらに、X線とUVの輝度間にきわめて強い相関関係が存在することが明らかになった。

ABSTRACT

A database of radio-quiet quasars detected with ROSAT is presented containing 846 quasars seen in the All-Sky Survey and/or in pointed PSPC observations. About 70% of the objects have been detected in X-rays for the first time. We present the soft X-ray fluxes and spectra, if available. Using an optically selected subsample compiled from this database, we study the broad band properties of radio-quiet quasars with high statistical significance. We confirm that radio-quiet quasars have in general steeper soft X-ray spectra than radio-loud. The spectral differences persist to high redshifts. A spectral flattening with increasing redshift is confirmed up to redshift around 2, beyond which the spectral slopes seem to be independent of redshift. The spectral slopes of the ROSAT radio-quiet quasars at z>2.5 are consistent with those found for nearby quasars in the medium energy band (2-10keV), implying that the X-ray spectral evolution is not important. We show that there is, in a statistical sense, little or no excess absorption for most of the radio-quiet objects at z>2. The existence of a correlation between the X-ray luminosity and the luminosity at 2500A is confirmed. Individual objects show a large scatter from this correlation. The X-ray loudness alpha_ox appears to be independent of z, but the analyses indicate a slight increase of alpha_ox with optical luminosity. However, this behavior is likely not caused by physical properties inherent to the quasars but is the result of the intrinsic dispersion. Finally, we find a small fraction of objects which appear to be relatively `X-ray quiet' compared to the bulk of the other quasars.

研究の動機と目的

• ROSAT全天およびポイント観測を用いた電波非騒音クェーサーの広帯域エネルギー分布の特徴付け。
• 広い赤方偏移範囲にわたる電波非騒音クェーサーの軟X線スペクトル特性の調査。
• 赤方偏移および光学的輝度と関連したX線スペクトル勾配と輝度相関関係の進化の検討。
• 高赤方偏移電波非騒音クェーサーにおける過剰吸収の有無の評価。
• X線の「うるささ」パラメータ（α_ox）が赤方偏移および光学的輝度に依存するかの特定。

提案手法

• ROSAT全天サブスクリプションおよびポイントPSPC観測で検出された846個の電波非騒音クェーサーのデータベースの構築。うち約70％がX線で初めて検出された。
• 広帯域特性の高信頼性統計的分析のため、光学的に選別されたサブサンプルの選定。
• 軟X線データ（0.1–2.4 keV）のスペクトルフィッティングにより、光子指数とスペクトルの硬さを評価。
• X線放射度と2500 ÅにおけるUV輝度のクロス相関を用い、X線の「うるささ」パラメータα_oxの研究。
• 統計的モデリングを用いた赤方偏移依存のスペクトル勾配および輝度相関関係の分析。
• スペクトルフィッティングと予想される固有の吸収モデルとの比較により、過剰吸収の評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 宇宙時間にわたって、電波非騒音クェーサーは電波騒音クェーサーと比較してより急勾配の軟X線スペクトルを示すか？
• RQ2 赤方偏移がz ≈ 2を越える領域で、軟X線スペクトル勾配はどのように進化するか、特にz ≈ 2以降の変化は？
• RQ3 高赤方偏移電波非騒音クェーサー（z > 2）に顕著な過剰吸収が存在するか？
• RQ4 X線輝度と2500 ÅにおけるUV輝度の相関関係は、赤方偏移にかかわらず一貫しているか？
• RQ5 X線の「うるささ」パラメータα_oxは赤方偏移または光学的輝度に依存するか？

主な発見

• 電波非騒音クェーサーは、電波騒音クェーサーと比較して顕著に急勾配の軟X線スペクトルを示し、高赤方偏移域でもこの差は維持されている。
• 赤方偏移が増加するに従い、z ≈ 2までスペクトル勾配が平坦化するが、それ以降は安定化し、さらなる進化は認められない。
• z > 2.5では、2–10 keVバンドにおける近接クェーサーのX線スペクトル勾配と一致しており、顕著なX線スペクトルの進化はないことが示唆される。
• 統計的分析により、z > 2の電波非騒音クェーサーにはほとんどまたはまったく過剰吸収が認められず、一部の先行研究とは対照的である。
• X線輝度と2500 ÅにおけるUV輝度の間にはきわめて強い相関関係が確認されたが、個々の対象では大きな散らばりが見られた。
• X線の「うるささ」パラメータα_oxは赤方偏移に顕著な依存性を示さないが、光学的輝度にわずかに増加する傾向を示しており、これは物理的因果関係ではなく、固有の分散による可能性が高い。