[論文レビュー] Simultaneous XMM-Newton and HST-COS observation of 1H0419-577: the absorbing and emitting ionized gas

Laura Di Gesu, E. Costantini+8 more|VTechWorks (Virginia Tech)|May 27, 2013

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 58被引用数 10

ひとこと要約

本研究は、Seyfert 1.5銀河 1H0419-577 の同時 XMM-Newton および HST-COS 観測を分析し、イオン化ガスの噴流を調査する。低イオン化度のウォームアブソーバーが ~kpc スケールに存在し、幅幅線領域とは明確に異なることが判明。X線およびUVの発光線は、異なる層状のガス相から発生しており、X線発光体がSMBHに近い位置に位置する幾何学的層状NLRの存在を示唆している。

ABSTRACT

In this paper we analyze the X-ray, UV and optical data of the Seyfert 1.5 galaxy 1H0419-577, with the aim of detecting and studying an ionized-gas outflow. The source was observed simultaneously in the X-rays with XMM and in the UV with HST-COS. Optical data were also acquired with the XMM Optical Monitor. We detected a thin, lowly ionized warm absorber (log xi ~ 0.03, log NH ~19.9 cm^-2) in the X-ray spectrum, consistent to be produced by the same outflow already detected in the UV. Provided the gas density estimated in the UV, the outflow is consistent to be located in the host galaxy, at ~ kpc scale. Narrow emission lines were detected in the X-rays, in the UV and also in the optical spectrum. A single photoionized-gas model cannot account for all the narrow lines emission, indicating that the narrow line region is probably a stratified environment, differing in density and ionization. X-ray lines are unambiguously produced in a more highly ionized gas phase than the one emitting the UV lines. The analysis suggests also that the X-ray emitter may be just a deeper portion of the same gas layer producing the UV lines. Optical lines are probably produced in another, disconnected gas system. The different ionization condition, and the ~ pc scale location suggested by the line width for the narrow lines emitters, argue against a connection between the warm absorber and the narrow line region in this source.

研究の動機と目的

• 多波長分光法を用いて、AGN 1H0419-577 のイオン化ガスの物理的状態および空間的分布を調査すること。
• X線ウォームアブソーバーと幅幅線領域が物理的に接続されているかどうかを特定すること。
• ライン幅およびイオン化パラメータを用いて、発光ガスの位置およびイオン化構造を制約すること。
• 一様な光電離ガスモデルが観測されたX線、UV、可視光の幅狭い発光線を説明できるかどうかを検証すること。
• 出風の運動エネルギー出力がAGNフィードバックに与える役割を、AGN全波長放射出力と比較して評価すること。

提案手法

• X線（XMM-Newton RGS）およびUV（HST-COS）スペクトルを同時に取得し、イオン化ガススペクトル全域における吸収および発光特徴を調査する。
• 光電離モデルを用いて、吸収および発光ガス相のイオン化状態、密度、および密度分布を解釈する。
• 距離推定のためのイオン化パラメータ式 $\xi = L_{\rm ion}/(nR^2)$ を用いる。
• FWHM を用いたキネマティック関係式 $v_{\rm FWHM} = \sqrt{4GM/(3R)}$ を用いて、幅幅線領域の半径距離を推定する。
• X線およびUV発光線のライン幅およびイオン化パラメータを比較し、ガス成分間の空間的・物理的関係を推論する。
• 共通の起源か層状幾何学かを検証するため、X線およびUV発光体の覆い係数および密度分布を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 1H0419-577 のX線ウォームアブソーバーは幅幅線領域と物理的に接続されているか？
• RQ2 X線およびUV発光線を発するガスのイオン化状態および空間的位置は何か？
• RQ3 一様な光電離ガスモデルが観測されたX線、UV、可視光の幅狭い発光線を説明できるか？
• RQ4 出風の運動エネルギー出力は何か？AGNフィードバックにとって有意義な寄与をしているか？
• RQ5 X線発光体は、UV線を発する同じガスのより深く、より高いイオン化度の層であるか？

主な発見

• X線スペクトルに $\log\xi \approx 0.03$ および $\log N_{\rm H} \approx 19.9$ cm$^{-2}$ の低イオン化度ウォームアブソーバーが検出された。これは、UVでも観測された単一の噴流ガス相と整合的である。
• ウォームアブソーバーは中心源からの距離が $R \gtrsim 4$ kpc に位置し、宿主銀河規模の噴流を示している。
• 出風の運動エネルギー出力は、AGN全波長放射出力の < 10^{-2}% にとどまり、主なフィードバック機構ではないと示唆される。
• X線発光線は、UV線よりもより高いイオン化度ガス相（$\log\xi_{\rm X} \approx 1.44$）から発生しており、異なるイオン化条件を示している。
• X線およびUV発光体は、約 pc スケールの単一で層状のガス層に属しており、X線発光体はSMBHに近い位置（$R^{\rm em}_{\rm X} \approx 0.3-1.0$ pc）に位置し、UV発光体（$R^{\rm em}_{\rm UV} \approx 1-3$ pc）よりも内側にある。
• 可視光発光線は、その異なるイオン化状態および運動的性質から、別個で分離したガス系から発生していると示唆される。