[論文レビュー] Chandra and XMM Observations of Type II Quasars from the SDSS

A. Ptak, Nadia L. Zakamska+5 more|ArXiv.org|Oct 7, 2005

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 2被引用数 30

ひとこと要約

本研究では、SDSSから選ばれた8個のタイプIIクェーサーについて、チャンドラとXMM-ニュートンを用いたX線観測を実施し、そのうち6つが内在的放射率 >5×10⁴³ erg s⁻¹ の強いX線源であることが判明した。5つは顕著な吸収（N_H ≳ a few ×10²² cm⁻²）を示しており、そのうち少なくとも3つはN_H >10²³ cm⁻² であるとされ、一部はコンプトン厚いとされる可能性があり、これはタイプIIクェーサーの統一模型に整合する重度の遮蔽を示している。

ABSTRACT

We are carrying out sensitive X-ray observations with Chandra and XMM of type II quasars selected from the Sloan Digital Sky Survey based on their optical emission line properties. We present observations of four objects at redshifts 0.4 < z < 0.8 and an analysis of the archival data for four additional objects in the same redshift range. Six of the eight were detected in X-rays; five of them have sufficient signal to derive spectral information. All of the detected sources have intrinsic luminosities L(2-10 keV) > 5 x 10^43 erg s^-1. The five with sufficient counts for spectral fitting show evidence for significant absorption (N_H >~ a few x 10^22 cm^-2). At least three of the objects likely have N_H > 10^23 cm^-2; some may be Compton-thick (N_H > 10^{24} cm^-2). In the five objects for which we could fit spectra, the slopes tend to be significantly flatter than is typically observed in AGN; it is possible that this is due either to reprocessing of the nuclear emission or to a line of sight that passes through patchy absorption.

研究の動機と目的

• SDSSの狭線特徴に基づいて選ばれたタイプIIクェーサーのX線スペクトル的性質を特定すること。
• これらの高放射率タイプIIクェーサーにおけるX線遮蔽度（吸収深さN_H）を評価すること。
• X線放射率とスペクトル傾きを測定することで、標準的なAGNの統一模型が高放射率タイプIIクェーサーに適用可能かどうかを検証すること。
• 観測されたX線性質（特にスペクトル傾きがやや平坦であることと高い吸収）が、線路上での再放射または不均一な吸収に起因するかどうかを調査すること。
• これらのタイプIIクェーサーのX線性質を、一般的なタイプIクェーサーおよび局所のタイプIIセイフェルト銀河と比較すること。

提案手法

• SDSS分光データベースに登録された8個のタイプIIクェーサー候補に対して、チャンドラおよびXMM-ニュートン望遠鏡を用いた感度の高いX線観測を実施した。
• 赤方偏移0.4 < z < 0.8の4つの対象について新規観測を行い、同じ赤方偏移範囲の残りの4つの対象についてはアーカイブデータを用いた。
• 平坦な事前確率を用いたベイズ統計を用い、バックグラウンドのねじれパrameterを統合することで、X線放射率（L_X）、吸収深さ（N_H）、フォトン指数（Γ）、バックグラウンドカウント（B）の事後確率を計算した。
• 観測カウント数をポisson尤度関数でモデル化し、与えられたN_HおよびΓ値に基づいてXSPECを用いてスペクトルモデルを計算した。
• 信号対雑音比が十分な5つの源についてスペクトルフィッティングを行い、内在的放射率および吸収深さのパラメータを導出した。
• 事後分布を用いてL_X–N_H平面における信頼領域を計算し、不確実性および上限値を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 光学的狭線によって選別された高放射率タイプIIクェーサーは、統一模型に整合する強力なX線放射を示すのか？
• RQ2 これらのタイプIIクェーサーにおけるX線吸収深さ（N_H）の分布は何か？また、局所のタイプIIセイフェルト銀河と比較するとどうなるか？
• RQ3 観測されたX線スペクトル傾きは、一般的なタイプIクェーサーと比べて平坦であるとされるが、その原因となる物理的メカニズム（例：再放射または不均一な吸収）は何か？
• RQ4 これらの源がどの程度コンプトン厚い（N_H >10²⁴ cm⁻²）状態にあるか、またその影響がX線調査における検出可能性にどのように現れるか？
• RQ5 この初期サンプルに基づいて、タイプIIクェーサーのX線性質は放射率および赤方偏移とともにどのように進化するのか？

主な発見

• 8体中6体のタイプIIクェーサーがX線で検出され、2–10 keVにおける内在的放射率が5×10⁴³ erg s⁻¹ を超えることが確認され、高いX線活動を示している。
• 8体中5体が十分なカウント数を有しておりスペクトルフィッティングが可能であり、そのすべてで顕著なX線吸収（N_H ≳ a few ×10²² cm⁻²）が確認された。
• フィッティングされた5体中少なくとも3体がN_H >10²³ cm⁻² であるとされ、極度の遮蔽を示しており、一部はコンプトン厚い（N_H >10²⁴ cm⁻²）可能性がある。
• フィッティングされた5体のX線スペクトル傾きは、一般的なタイプIクェーサーと比べて顕著に平坦であり、線路上での再放射または不均一な吸収の可能性を示唆している。
• 観測されたX線性質は、タイプIIクェーサーが高密度のガスとダストに覆われたタイプI源であるという標準的な統一模型と整合している。
• X線調査では、とくに高放射率系において複雑な幾何構造や再放射の影響により、遮蔽度が低く見積もられる可能性があることが示唆された。