[論文レビュー] The HELLAS2XMM survey: XI. Unveiling the nature of X-ray Bright Optically Normal Galaxies

F. Civano, M. Mignoli+9 more|ArXiv.org|Oct 9, 2007

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 60被引用数 33

ひとこと要約

本研究は、X線で明るく光学的に通常の性質を示す銀河（XBONG）を、深紫外赤外線画像と多波長解析を用いてその性質を解明する。VLT/ISAACのデータを用いたGALFITによる表面輝度分解により、4つの低赤移度XBONGのうち2つで核に点状光源を特定した。これは、ほぼ4πの立体角を覆うガスとチリによる中程度の遮蔽を示しており、中程度のX線放射度にもかかわらず、光学的発光線が抑制されている。結果は、Compton厚い遮蔽やブラザール汚染ではなく、やや遮蔽されたAGNまたはRIAFモデルを支持するものである。

ABSTRACT

X-ray Bright Optically Normal Galaxies (XBONGs) constitute a small but not negligible fraction of hard X-ray selected sources in recent Chandra and XMM-Newton surveys. Even though several possibilities were proposed to explain why a relatively luminous hard X-ray source does not leave any significant signature of its presence in terms of optical emission lines, the nature of XBONGs is still subject of debate. We aim to a better understanding of their nature by means of a multiwavelength and morphological analysis of a small sample of these sources. Good-quality photometric near-infrared data (ISAAC/VLT) of four low-redshift (z=0.1-0.3) XBONGs, selected from the HELLAS2XMM survey, have been used to search for the presence of the putative nucleus, applying the surface-brightness decomposition technique through the least-squares fitting program GALFIT. The surface brightness decomposition allows us to reveal a nuclear point-like source, likely to be responsible of the X-ray emission, in two out of the four sources. The results indicate that moderate amounts of gas and dust, covering a large solid angle (possibly 4pi) at the nuclear source, combined with the low nuclear activity, may explain the lack of optical emission lines. The third XBONG is associated with an X-ray extended source and no nuclear excess is detected in the near infrared at the limits of our observations. The last source is associated to a close (d< 1 arcsec) double system and the fitting procedure cannot achieve a firm conclusion.

研究の動機と目的

• X線で明るいが光学的発光線を示さないX線明るい光学的に通常の銀河（XBONG）の本質を解明する。
• XBONGが本質的に特異な対象であるのか、あるいは混合した集団に属するのかを特定する。特に、核に隠れたAGNの存在を調査する。
• 光学的発光線の欠如を、遮蔽、低降着率、または特異な降着モデルがどのように説明できるかを評価する。
• 特に近赤外線画像を含む高品質な多波長データを用いて、XBONGの核成分を検出し、特徴づける。
• Compton厚い遮蔽、RIAF、標準的薄い円盤降着モデルといった、互いに競合するモデルを、観測されたSEDおよび形態的データと照らし合わせて検証する。

提案手法

• VLT/ISAACの深紫外赤外線（Ksバンド）画像を用い、GALFITソフトウェアによる表面輝度分解を実施し、主銀河の光から核の点状成分を分離した。
• VLT/ISAACの近赤外線光度測定と、光学スペクトロスコピー、XMM-NewtonのX線データを統合し、4つの低赤移度XBONG（z ≈ 0.1–0.3）に対して多波長解析を実施した。
• 2–10 keVのX線放射度からボロメトリック補正（k_bol = 15–30）を用いてボロメトリック放射度とEddington比を推定した。
• X線の形態（点状か拡張か）と近赤外線核過剰を評価し、遮蔽されたAGNの存在を検証した。
• Eddington比（L_bol / L_Edd ≈ 10^{-3}）とSEDフィッティングを用いて、RIAFと標準的薄い円盤降着モデルの妥当性を検証した。
• 遮蔽物質の覆い範囲を評価するため、観測された減光量（E(B-V) = 0.5–0.8）と、線スペクトルの抑制に必要な完全な4πカバー要件を比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 X線で明るく光学的に通常の銀河（XBONG）は、近赤外線核過剰によって検出可能な隠れたAGNを有するのか？
• RQ2 XBONGにおける遮蔽媒体の性質は何か？ これはほぼ4πの立体角を覆っており、線幅領域のイオン化を抑制しているのか？
• RQ3 光学的発光線の欠如は、極端な遮蔽ではなく、低降着率（低Eddington比）によって説明できるのか？
• RQ4 RIAFモデルは、観測されたSEDと低放射度を説明するのに妥当な解釈であるのか？
• RQ5 XBONGの観測された性質は、遮蔽されたAGNの混合集団と整合的なのか、それとも特異な降着物理学を要するのか？

主な発見

• GALFITによる表面輝度分解により、2つのXBONG（PKS 03120017およびPKS 03120018）で核の点状光源が検出された。主銀河に対してKsバンドで約4等級の核の明るさ過剰が確認された。
• 両方の検出対象のEddington比は約10^{-3}であり、放射的に非効率な降着（RIAF）または低UV放射度の薄い円盤モデルに一致する。
• E(B-V) = 0.5–0.8の測定値から、厚いガス・チリ構造によるほぼ4πの立体角を覆う遮蔽が支持される。これは線幅領域のイオン化を抑制できる。
• X線およびSED解析から、Compton厚い遮蔽および顕著なブラザール寄与は除外された。また、極端な観測的制限も除外された。
• Abell 2690013ではX線放射が拡張しており、核の過剰は検出されなかった。これは、クラスタスケールの源である可能性を示唆する。
• Abell 1835140では、近接する二重銀河のため明確な結論は得られなかったが、複雑な形態から合体や相互作用の影響が考えられる。