[論文レビュー] On the nature of X-ray Bright Optically Normal galaxies

A. Comastri, M. Brusa+11 more|arXiv (Cornell University)|Mar 3, 2002

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、強いX線放射を示すが、検出可能な光学的AGNの特徴を示さない初期型銀河の一種、X線が明るく光学的に普通の銀河（XBONGs）を調査する。チャンドラとXMM-Newtonのマルチウェーブ長データを用いて、これらの銀河は重度に遮蔽された（おそらくコンプトン厚い）活動銀河核を有している可能性が示され、X線放射は散乱または再放射された放射に支配されている。これは標準的なAGN集団モデルに挑戦し、硬いX線背景への顕著な寄与を示唆する。

ABSTRACT

Multiwavelength observations of the hard X-ray selected sources by Chandra and XMM-Newton surveys have significantly improved our knowledge of the objects responsible of the hard X-ray background. A surprising finding is the discovery of a population of optically dull, X-ray bright galaxies emerging at 2-10 keV fluxes of the order of 10^{-14} erg cm^{-2} s^{-1}. We present preliminary results of multiwavelength observations of a few objects serendipitously discovered in the field of XMM-Newton and Chandra observations and intensively studied at longer wavelengths.

研究の動機と目的

• 高エネルギーX線放射にもかかわらず、検出可能な光学的AGNの特徴を示さないX線が明るく光学的に普通の銀河（XBONGs）の性質を理解すること。
• これらの銀河におけるX線放射が、星間物質的または非熱的過程ではなく、遮蔽されたあるいはコンプトン厚いAGN由来であるかどうかを特定すること。
• XBONGsが硬いX線背景に果たす役割と、観測された赤方偏移分布が理論的モデルと整合するかを評価すること。
• 深紫外X線、光学、電波調査を用いてXBONGのサンプルを拡大し、その放射度および赤方偏移分布に関する統計的制約を強化すること。

提案手法

• チャンドラおよびXMM-Newtonのデータを用いて、2–10 keVのハードX線調査からXBONGを抽出し、L_X > 10^41 erg s⁻¹ で光学的発光線が検出されない源に焦点を当てる。
• 一部の源について、Rバンド光学画像と5 GHz電波観測を実施し、マルチウェーブ長エネルギー分布を評価する。
• プロトタイプ源P3（CXOUJ031238.9–765134）のスペクトルエネルギー分布（SED）を解析し、NGC 6240のような既知の遮蔽されたAGNと比較する。
• X線色およびフラックス比を用いて内在的な吸収を推定し、コンプトン厚い吸収（N_H > 1.5 × 10²⁴ cm⁻²）の証拠を発見する。
• 電波選択サンプル（ATESPおよびMaranoフィールド）と照合し、電波対光学フラックス比を比較してAGNに類似する特徴を特定する。
• 吸収流動支配の降着流（ADAF）やBL Lac対象のような代替モデルが、観測された放射を説明できるかを評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 X線が明るく光学的に普通の銀河（XBONGs）の真の性質は何か？ これらは光学的AGNの特徴を示さないが。
• RQ2 XBONGsにおけるX線放射度は、どの程度遮蔽されたあるいはコンプトン厚い活動銀河核に起因しているか？
• RQ3 XBONGsのマルチウェーブ長的性質（X線、光学、電波）は、既知の遮蔽されたAGNや電波が強いAGNとどのように比較されるか？
• RQ4 XBONGsは、特に低赤方偏移（z < 1）において、硬いX線背景の顕著な寄与を果たす可能性があるか？
• RQ5 XBONGsの観測された赤方偏移分布は、標準的なAGN集団合成モデルと整合するか？

主な発見

• プロトタイプXBONG P3は、コンプトン厚いAGNと整合するスペクトルエネルギー分布を示し、X線放射は散乱または再放射された放射に支配されている。
• XBONGsは、通常の初期型銀河よりも10倍以上もX線対光学フラックス比が高いことから、隠れた核活動が存在することが示唆される。
• 電波検出されたXBONGのうち、最も明るい2つの源は、電波が強いAGNに典型的な電波対光学フラックス比を示しており、強力な電波源と関連している可能性がある。
• 光学的発光線の欠如は、線形成が非効率であるためではなく、強力な遮蔽または星間物質・熱的成分による汚染のためである可能性が高い。
• XBONGの集団は、特に低赤方偏移（z < 1）において、硬いX線背景に顕著な寄与を果たす可能性があり、AGN進化モデルにおける不整合を解消する可能性を秘めている。
• ADAFやBL Lac対象のような代替モデルは、特に強い電波放射を示すXBONGでは依然として妥当であり得る。