[論文レビュー] The Hellas2XMM survey: III. Multiwavelength observations of hard X-ray selected sources in the PKS 0312-77 field

M. Brusa, A. Comastri+12 more|ArXiv.org|Jul 21, 2003

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 58被引用数 40

ひとこと要約

本研究は、PKS 0312−77領域における35個のハードX線（2–10 keV）選択源をXMM-Newtonおよびチャンドラデータを用いて多波長フォローアップした結果、高精度な位置決めにより80％が分光的に同定された。全高赤方偏移（z > 1）源がブロードラインAGNであることが判明し、一部の源には顕著な内部吸収が見られ、X線対可視光の放射率比および赤外色を用いて約15％が高赤方偏移遮蔽AGNとして同定された。

ABSTRACT

We present extensive optical, radio and infrared follow-up observations of a sample of 35 hard X-ray (2-10 keV) selected sources discovered serendipitously in the PV XMM-Newton observation of the radio-loud quasar PKS 0312-77 field, for which also an archival Chandra observation is available. The observations have been carried out as part of the HELLAS2XMM survey, a program aimed to understand the nature of the sources responsible for the bulk of the hard X-ray Background (XRB). The identification of the optical counterparts greatly benefits from the positional accuracy obtained from Chandra and radio observations. As a consequence, the spectroscopic completeness of the present sample (80%) is limited only by the faintness of the optical counterparts. The multiwavelength coverage of our survey allows us to unveil a large spread in the overall properties of hard X-ray selected sources. At low redshift (z<1), the source breakdown includes Broad Line AGN, Narrow Emission-Line Galaxies, and optically ``normal'' galaxies. All the ten sources at z>1 are spectroscopically classified as Broad Line AGNs. A few of them show significant intrinsic X-ray absorption (N(H)>10^22 cm^-2), further supporting previous evidence of a decoupling between optical and X-ray properties at high luminosities and redshifts. Finally, a non negligible fraction (15%) of the hard X-ray sources are not detected down to the limiting magnitude of the optical images. The corresponding high X-ray to optical flux ratio, X-ray and optical-infrared colors strongly suggest that they are high redshift, obscured AGN.

研究の動機と目的

• 宇宙X線背景（XRB）の大部分を占めるハードX線選択源の性質を理解すること。
• 深紫外ChandraおよびXMM-Newtonカバーを持つ領域におけるハードX線源の多波長的性質を調査すること。
• 特に高赤方偏移において、ハードX線源の分光的完全性および赤方偏移分布を特定すること。
• X線対可視光放射率比および赤外色を用いて、遮蔽された活動銀河核（AGN）を同定・特徴づけること。
• 高ラティチュードおよび高赤方偏移における光学的・X線的性質の分離を検証することで、AGNの統一モデルを検証すること。

提案手法

• PKS 0312−77領域における35個のハードX線（2–10 keV）源を、深紫外XMM-NewtonおよびChandraX線観測を用いて検出した。
• 光学、電波、赤外のフォローアップ観測を統合し、対応源を特定し、赤方偏移を測定した。
• Chandraおよび電波データによる高精度な位置決めを活用することで、光学的対応源が微弱であっても80％の分光的完全性を達成した。
• 固定された光子指数（Γ = 1.7）および銀河系吸収を用いたスペクトルフィッティングを実施し、2–10 keVの放射率および硬さ比を推定した。
• X線対可視光放射率比およびX線／赤外色を用いて、候補となる高赤方偏移遮蔽AGNを同定した。
• 事前調査（L01、SSC）とのクロスマッチングにより、特にハードスペクトル源の放射率測定および源の信頼性を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 PKS 0312−77領域におけるハードX線選択源の赤方偏移およびスペクトル分類分布はどのようになっているか？
• RQ2 高赤方偏移（z > 1）ハードX線源のうち、内部X線吸収を示す割合はどの程度で、それが分類にどのように影響するか？
• RQ3 光学画像で検出されないハードX線源はどれくらい存在し、どのような多波長的性質が高赤方偏移遮蔽AGNを示唆するか？
• RQ4 本研究の放射率測定値は、以前の調査（L01、SSC）と比較してどのように異なるか、差異の理由は何か？
• RQ5 ハードX線源の観測された性質は、AGNの統一モデルおよびXRB合成モデルを支持するか、あるいは挑戦するか、その程度は？

主な発見

• Chandraおよび電波データによる高精度な位置決めのおかげで、光学的対応源が微弱であるための制限を除き、ハードX線源の80％が分光的に分類された。
• 全10個のz > 1源がブロードラインAGNに分類され、高ラティチュード・高赤方偏移AGNがハードX線サーベイで検出可能であることが示された。
• 顕著な割合（≥15％）の源が光学画像で検出されず、高いX線対可視光放射率比およびX線／赤外色が高赤方偏移遮蔽AGNと整合的であることが判明した。
• 少数の高赤方偏移源に内部X線吸収（N_H > 10^22 cm⁻²）が認められ、高ラティチュードおよび高赤方偏移における光学的・X線的性質の分離を支持するものであった。
• 本研究の放射率測定値はSSC結果（約10％以内）と整合的であるが、通常L01値よりも25–30％高い。これは、エネルギー囲い込み補正および検出アルゴリズムの差異による可能性が高い。
• スペクトルが最も硬い（HR > 0）3源はL01で見逃されたが、SSCおよび本研究で検出された。これは、遮蔽AGNを同定するにあたりハードX線選択の重要性を裏付けた。