[論文レビュー] ROSAT PSPC observations of the infrared quasar IRAS 13349+2438: evidence for a warm absorber with internal dust

W. N. Brandt, A. C. Fabian+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 12, 1995

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 31

ひとこと要約

本研究では、赤外線強度の高いクェเซアIRAS 13349+2438のROSAT PSPC観測を報告し、1年間で約4倍の軟X線変動と1週間以内で約25%の変動を観測した。高E(B-V)の減光にもかかわらず、冷たい吸収の明確な証拠は得られなかった。データは、内部にダストを含む温かいイオン化ガスによる吸収が、高偏光および高減光の主な要因である可能性を支持しており、電子散乱や冷たい吸収に依存するモデルに反する。

ABSTRACT

We present spatial, temporal and spectral analyses of ROSAT Position Sensitive Proportional Counter (PSPC) observations of the infrared loud quasar IRAS 13349+2438. IRAS 13349+2438 is the archetypal highly-polarized radio-quiet QSO and has an optical/infrared luminosity of about 2E46 erg/s. We detect variability in the ROSAT count rate by a factor of 4.1 in about one year, and there is also evidence for about 25 per cent variability within one week. We find no evidence for large intrinsic cold absorption of soft X-rays. These two facts have important consequences for the scattering-plus-transmission model of this object which was developed to explain its high wavelength-dependent polarization and other properties. The soft X-ray variability makes electron scattering of most of the soft X-rays difficult without a very peculiar scattering mirror. The lack of significant intrinsic cold X-ray absorption together with the large observed E(B-V) suggests either a very peculiar system geometry or, more probably, absorption by warm ionized gas with internal dust. There is evidence for an ionized oxygen edge in the X-ray spectrum. IRAS 13349+2438 has many properties that are similar to those of the Osterbrockian `narrow-line' Seyfert 1s.

研究の動機と目的

• . ROSAT PSPC観測を用いて、赤外線が強いクェーサーIRAS 13349+2438の軟X線特性を調査すること。
• . 高波長依存性偏光を説明するために提案された散乱・透過モデルを検証すること。
• . 顕著なE(B-V)減光は、固有の冷たいX線吸収によるものか、それとも温かいイオン化ガスに内部ダストを含む必要があるかを特定すること。
• . 限定的ラインSeyfert 1銀河と比較して、IRAS 13349+2438のX線および光学的性質を検討すること。
• . 内部ダストを有する温かい吸収体モデルが、他の高偏光的・高ダスト含有クェーサーの類似特性を説明できるかを評価すること。

提案手法

• . 1年程度の期間をあける2回のポイント観測（P1およびP2）におけるROSAT PSPC観測の空間的・時間的・スペクトル的特性を分析した。
• . X線データの低減にStarlink ASTERIXシステムを用い、スペクトルフィッティングにはXSPECを用いた。
• . 1年および1週間程度の時間スケールでの軟X線カウントレート変動を測定し、固有の放射率変動を評価した。
• . 観測されたX線吸収と、E(B-V)から予想される冷たい吸収を比較し、乖離がないかを検証した。
• . X線スペクトルにイオン化酸素の吸収エッジが存在するかを調査し、温かい吸収体の存在を特定した。
• . 内部ダストを有する温かい吸収体モデルが、散乱＋透過幾何学的構造に与える影響を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 . IRAS 13349+2438の軟X線放射率は、数週間および数年の時間スケールで顕著に変動するか？
• RQ2 . IRAS 13349+2438の高い観測E(B-V)減光は、固有の冷たいX線吸収と整合的か？
• RQ3 . IRAS 13349+2438の高偏光および高減光は、電子散乱のみで説明可能か、それとも温かい吸収体が必要か？
• RQ4 . IRAS 13349+2438のX線吸収特徴の性質は何か？ これはイオン化ガスを示唆するか？
• RQ5 . IRAS 13349+2438のX線および光学的性質は、限定的ラインSeyfert 1銀河とどのように比較できるか？

主な発見

• . ROSAT PSPC観測により、約1年間のスケールで軟X線放射率が約4倍変動していることが検出された。
• . 1週間のスケールでもX線放射率が約25%変動しており、短時間スケールでの顕著な変動が示された。
• . E(B-V) > 0.3 という高い減光にもかかわらず、顕著な固有の冷たい吸収は検出されず、標準的なダスト-吸収モデルと矛盾する結果となった。
• . X線スペクトルにイオン化酸素の吸収エッジの証拠が確認され、温かい吸収体の存在を支持する結果となった。
• . 高いX線光度、軟X線変動、および冷たい吸収の欠如という組み合わせは、偏光を電子散乱に依存するモデルを強く否定する。
• . データは、内部ダストを有する温かい吸収体が最も適切な説明であり、冷たい中性物質を必要とせず、光学的減光とX線吸収の両方を説明できる。