[論文レビュー] New bright soft X-ray selected ROSAT AGN: I. Infrared-to-X-ray spectral energy distributions

D. Grupe, K. Beuermann+3 more|arXiv (Cornell University)|Oct 27, 1997

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 8

ひとこと要約

本研究では、ROSAT全天サーベイから選ばれた76個の明るいソフトX線選択セーファー銀河の赤外線〜X線スペクトルエネルギー分布（SED）解析を実施した。サンプルは平均光子指数α_X ≈ 2.1の急峻なX線スペクトルを示し、より青い光学連続スペクトルと顕著なビッグブルーバンプを示しており、ブラックホール質量に対する降着率が硬いX線AGNよりも高いことを示しており、コンプトン化された降着円盤放射と整合的である。

ABSTRACT

We present results of an infrared-to-X-ray study of 76 bright soft X-ray selected Seyfert galaxies discovered in the ROSAT All-Sky Survey. These objects are characterized by steep X-ray spectra in the 0.2-2.0 keV bandpass with power law energy spectral indices in the range of 1.3 to 8 and a lack of internal absorption by neutral hydrogen. Our sample selection based on hardness ratio yields a mean X-ray slope of alpha-X = 2.1, steeper than in any other known AGN population. At optical wavelengths, the soft AGN have significantly bluer spectra than a comparison sample of AGN with a canonical, harder X-ray spectrum, whereas the slope between 5500 Angstrom and 1 keV is the same. This is consistent with a more pronounced Big Blue Bump emission component in the soft X-ray selected AGN. The blueness of the optical spectra increases with the softness of the X-ray spectra and with the luminosity, saturating at an approximate F_nu proportional to nu^+0.3 spectrum. Such properties are expected if most of the Big Blue Bump emission originates in a (comptonized) accretion disk and accretion rate to mass ratio is higher than in AGN with a hard X-ray spectrum.

研究の動機と目的

• ROSAT全天サーベイで同定された明るいソフトX線選択AGNの多波長SEDを調査すること。
• このAGN集団で観測された急峻なX線スペクトルとより青い光学連続スペクトルの物理的起源を理解すること。
• AGNにおけるX線スペクトルのソフトさ、光学スペクトル傾き、および降着率との関係を調査すること。
• ソフトX線AGNに顕著なビッグブルーバンプ発光がコンプトン化された降着円盤モデルと整合的であるかどうかを検証すること。
• ソフトX線AGNのSED特性を、標準的でより硬いX線AGNと比較し、系統的な差異を同定すること。

提案手法

• ROSAT全天サーベイのソフトX線放射および硬度比に基づき、76個の明るいセーファー銀河を選定した。
• 赤外線からX線バンドにわたり、複数波長の光度測定を収集・統合し、全SEDを構築した。
• X線バンドでパワー則モデルをフィットして、0.2–2.0 keV範囲の光子指数α_Xを導出した。
• 5500 Åから1 keVの間の光学〜X線スペクトル傾きを分析し、ビッグブルーバンプの相対的強度を定量化した。
• ソフトX線AGNのスペクトルエネルギー分布を、より硬いX線AGNのコントロールサンプルと比較し、差異を隔離した。
• 観測されたスペクトル傾きとX線硬度を用いて、降着円盤放射の理論的モデルを介して降着率の傾向を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ROSAT全天サーベイから選ばれたソフトX線選択AGNの赤外線〜X線SEDの特徴は何か？
• RQ2 ソフトX線AGNの光学〜X線スペクトル傾きは、より硬いX線AGNと比べてどう異なるか？
• RQ3 これらのAGNにおけるX線スペクトルのソフトさ（α_X）とビッグブルーバンプの強度の関係は何か？
• RQ4 観測されたスペクトル形状は、ブラックホール質量に対する降着率の増加をどの程度示唆しているか？
• RQ5 観測されたSED特徴は、コンプトン化された降着円盤モデルで説明可能か？

主な発見

• ソフトX線選択AGNサンプルの平均X線光子指数はα_X ≈ 2.1であり、他のAGN集団と比べ顕著に急峻である。
• ソフトX線AGNの光学スペクトルは、より硬いX線AGNと比べて体系的に青く、高光度域ではF_ν ∝ ν^+0.3と整合的であるスペクトル傾きを示している。
• 5500 Åから1 keVの間の光学〜X線スペクトル傾きは一定のままであり、サンプル全体で均一なスペクトルエネルギー分布の形状を示している。
• ソフトX線AGNに顕著なビッグブルーバンプ発光が見られるのは、より高い降着率対質量比（Ṁ/M•）に起因する。
• 観測されたSED特性は、より高い降着率がより顕著な熱的およびコンプトン化された放射成分を生むコンプトン化された降着円盤モデルによって最もよく説明できる。
• 光学スペクトルの青さはX線のソフトさ（α_X）および光度と相関を示し、F_ν ∝ ν^+0.3に到達して飽和するまで増加し、スペクトルエネルギー分布形状の物理的限界を示している。