[論文レビュー] FERO (Finding Extreme Relativistic Objects): statistics of relativistic broad Fe K alpha lines in AGN

A. L. Longinotti, I. de la Calle Pérez+3 more|ArXiv.org|Sep 20, 2007

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、157件のXMM-Newton観測を用いて、非電波活性銀河核（radio-quiet AGN）における相対論的広帯域Fe K𝛼線の分析を実施し、洗練されたスペクトルモデリングおよびスタッキング手法を用いた。全サンプル全体では10%の検出率（5σの有意水準）を示し、輝度制限付きサブサンプルでは33%に上昇した。また、線の等価幅とブラックホール質量、降着率、または全波長放射輝度との間に有意な相関は認められなかった。

ABSTRACT

The properties of the relativistically broadened Fe K alpha line emitted in Active Galactic Nuclei (AGN) are still debated among the AGN community. Recent works seem to exclude that the broad Fe line is a common feature of AGN. The analysis of a large sample composed by 157 XMM-Newton archival observations of radio quiet AGN is presented here. This ongoing project is a development of the work reported in Guainazzi et al. 2006.

研究の動機と目的

• 大規模な非電波活性銀河核のサンプルにおける相対論的広帯域Fe K𝛼線の検出頻度および統計的性質を特定すること。
• 広帯域Fe K𝛼線がAGNにおいて一般的な特徴であるかどうかを、先行研究における矛盾する主張を解消するために評価すること。
• 広帯域Fe K𝛼線の等価幅とブラックホール質量、降着率、X線全波長放射輝度などの物理的パラメータとの相関関係を調査すること。
• 非検出源のスタックスペクトルを用いて、露出が不足している源における平均的なFe K𝛼プロファイルを調査し、解像できない広帯域線の存在を制約すること。

提案手法

• N_H < 10^22.5 cm⁻² を満たす157件の非電波活性銀河核のXMM-Newtonアーカイブ観測を分析。
• スペクトル曲率をモデル化するため、パワー・レイトン連続スペクトル、コンプトン反射、狭帯域Fe K𝛼、Kβ、コンプトンショルダー線、およびイオン化吸収を含むベースラインスペクトルモデルを採用。
• アインシュタインの重力場における吸収・発光を模倣するkyrlineモデル（Dovčiak et al. 2004）を用い、降着円盤からの相対論的広帯域Fe K𝛼線をフィット。
• 線の検出を定義するため5σの有意水準を適用し、全サンプルおよび輝度制限付きサブサンプル（F_2-10 > 1.8×10⁻¹¹ erg cm⁻² s⁻¹）における検出頻度を計算。
• 有意に広帯域線が検出されない源に対してスペクトルスタッキングを実施し、連続スペクトル正規化比を用いて残留する広帯域線特徴を探索。
• スタックされた源を放射輝度の階層に分けて、広帯域線強度の放射輝度依存的傾向を評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大規模かつ均一な非電波活性銀河核サンプルにおける相対論的広帯域Fe K𝛼線の検出頻度は何か？
• RQ2 広帯域Fe K𝛼線の等価幅とブラックホール質量または降着率との間に有意な相関があるか？
• RQ3 広帯域Fe K𝛼線の等価幅は、AGNの2–10 keV X線放射輝度と相関しているか？
• RQ4 非検出源のスタックスペクトルから、弱いか解像できない広帯域Fe K𝛼線の証拠を特定できるか？また、その強度はX線放射輝度に応じてどのように変化するか？

主な発見

• 全サンプル157個のAGNにおいて、5σ有意水準での広帯域Fe K𝛼線検出頻度は10%であった。
• 輝度制限付きサブサンプル22個においては検出頻度が33%に上昇し、露出が良好な源ほど広帯域線が顕著に現れる傾向が示された。
• サンプル全体で、広帯域Fe K𝛼線の等価幅とブラックホール質量、降着率、2–10 keV放射輝度との間に有意な相関は観測されなかった。
• 非検出源のスタックスペクトルでは、6.4 keV未満で連続スペクトルモデルと整合する残留成分にとどまり、広帯域線プロファイルは有意に検出されなかった。
• 放射輝度階層に分けたスタックでは、広帯域線強度は最大で50 eVであり、X線放射輝度が増加するに従い弱体化しているように見える。
• 理論的広帯域線プロファイルはスタック残留成分と一致せず、露出が不足している源の平均スペクトルにおいて広帯域線が存在しないか、または検出しきれないほど微弱である可能性を示唆している。