[論文レビュー] The BeppoSAX High Energy Large Area Survey. IV. On the soft X-ray properties of the hard X-ray-selected HELLAS sources

C. Vignali, A. Comastri+2 more|ArXiv.org|Feb 24, 2001

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 21被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、ROSATのアーカイブデータを用いて、ハードX線で選別されたHELLAS源のソフトX線特性を分析した。その結果、約66％が有意な吸収を伴ってソフトX線で検出され、多くの吸収を受けるAGNに顕著な追加のソフトX線成分が存在することが明らかになった。これらの結果は、単純な統一モデルに疑問を呈し、X線背景合成モデルにおいて再放射とコンプトン散乱の重要性を強調する。

ABSTRACT

We present a comprehensive study of the soft X-ray properties of the BeppoSAX High-Energy Large Area Survey (HELLAS) sources. A large fraction (about 2/3) of the hard X-ray selected sources is detected by ROSAT. The soft X-ray colors for many of these objects, along with the 0.5-2 keV flux upper limits for those undetected in the ROSAT band, do imply the presence of absorption. The comparison with the ROSAT Deep Survey sources indicates that a larger fraction of absorbed objects among the HELLAS sources is present, in agreement with their hard X-ray selection and the predictions of the X-ray background synthesis models. Another striking result is the presence of a soft (additional) X-ray component in a significant fraction of absorbed objects.

研究の動機と目的

• ハードX線で選別されたHELLAS源のソフトX線特性を調査し、X線背景（XRB）におけるその役割を理解すること。
• HELLASサンプルに含まれる吸収を受けるAGNが、標準的なパワーロー法モデルを超えた追加のソフトX線成分を示すかどうかを検証すること。
• 高吸収源からのソフトX線放射がXRB合成モデルに与える影響を評価すること。
• ROSATディープサーベイ（RDS）と比較して、HELLAS源のスペクトルの硬さとソフトX線検出可能性を比較すること。

提案手法

• BeppoSAX HELLASハードX線源カタログ（147源）を、80 deg² の範囲でROSATアーカイブデータ（PSPC、HRI、RASS）とクロス相関させた。
• 一貫性のある分析のため、各源に対して信号対ノイズ比が最も高い観測（露出時間の長いもの、またはオフアングルが小さいもの）を選択した。
• MIDAS/EXSASを用いた標準的なX線データ還元を実施し、検出閾値を L = −ln(Pe) = 10（≒4σの有意水準）に設定した。
• 最大尤度法（MAXLIK）を用いて、0.5–2 keVバンドでの源の放射度とスペクトルパラメータを決定した。
• 検出済みおよび未検出の両源を分析し、0.5–2 keVバンドでの放射度上限を導出した。
• 広帯域スペクトル解析を実施し、単純な吸収を伴うパワーロー法モデルからの逸脱を特定した。これには、コンプトンダウンスキャッタリングまたは熱的成分の証拠が含まれる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハードX線で選別されたHELLAS源のうち、どれくらいの割合がソフトX線（0.5–2 keV）で検出されており、そのソフトX線スペクトル特性は何か？
• RQ2 X線吸収は、HELLAS源におけるソフトX線検出可能性およびスペクトルの硬さとどの程度相関しているか？
• RQ3 HELLASサンプルに含まれる高吸収AGNは、主たる吸収を伴うパワーロー法モデルを超えて、追加のソフトX線成分を示すか？
• RQ4 HELLAS源のソフトX線カラーチャート特性は、ROSATディープサーベイ源と比べてどう異なるか？
• RQ5 再放射または熱的ソフトX線放射が、これらの源の全X線放射度に占める相対的寄与はどの程度か？

主な発見

• HELLAS源の約66％（157中104源）がROSATのソフトX線バンド（0.5–2 keV）で検出された。これは、ハードX線で選別されたAGNから顕著なソフトX線放射が発生していることを示している。
• 検出された源の多くは、著しい吸収と整合するソフトX線色を示しており、吸収量は約10^23 cm⁻² に達する。これは、XRB合成モデルの予測を支持するものである。
• 多くの吸収を受けるAGNにおいて、追加のソフトX線成分が顕著に観測された。一部の例では、散乱成分がソフトX線放射の最大65％を占めることが分かった。
• HELLAS源のソフトX線放射度関数は、ROSATディープサーベイと比較してより硬いスペクトルに偏っている。これは、XRB源集団の硬い尾部が選別されていることを示している。
• ROSATで未検出の源は、非常に弱いか、ソフトX線放射がほとんど存在しないことが確認された。これは、ソフトX線放射が最小限の真にハードX線源が存在することを裏付けている。
• 高吸収AGNにソフト成分が存在することは、エネルギー的に劣勢であっても、XRB合成モデルにおいて再放射とコンプトンダウンスキャッタリングを考慮する必要があることを示唆している。