[論文レビュー] The intrinsic emission of Seyfert galaxies observed with BeppoSAX/PDS I. Comparison of the average spectra of the three classes of Seyfert Galaxies

S. Deluit, T. J.-L. Courvoisier|ArXiv.org|Mar 4, 2003

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 39被引用数 32

ひとこと要約

本研究は、BeppoSAX/PDSデータを用いて、14例のセイフェルト1型、9例のセイフェルト1.5型、22例のセイフェルト2型銀河の内在的ハードX線スペクトル（15–136 keV）を分析し、統一モデルを検証する。セイフェルト1型では高エネルギー端末が必要とされるが、セイフェルト2型では不要であり、またセイフェルト2型ではリフレクションがより強いことが判明し、単一の中心エンジンを仮定するシンプルな統一モデルに反する結果となった。

ABSTRACT

We present a study of the hard X-ray spectrum (>15 keV) of different classes of Seyfert galaxies observed with BeppoSAX/PDS. Using hard X-ray data, we avoid absorption effects modifying the Seyfert emission and have direct access to the central engine of these sources. The aim of this study is first to characterize the general properties of the hard X-ray spectrum of Seyfert 1, 1.5 and 2 galaxies and secondly to compare their intrinsic emission to test unified models according to which all the classes have the same nucleus. We compute the average spectrum of 14 Sy 1, 9 Sy 1.5 and 22 Sy 2 galaxies observed by the PDS (15-136 keV). The average spectrum of Sy 1 differs from that of Sy 2, the first requiring the presence of a high energy cutoff which is absent in the second. We also show that the reflection component is possibly more important in the Sy 2 emission. The nature of Sy 1.5 galaxies is ambiguous as they have a negligible reflection component (like Sy 1) and do not require a cutoff (like Sy 2)

研究の動機と目的

• BeppoSAX/PDSデータを用いて、セイフェルト1型、1.5型、2型銀河の内在的ハードX線放射（15–136 keV）を特徴づけること。
• 共通の中心エンジンを仮定して、異なるタイプの内在スペクトルを比較することにより、セイフェルト銀河の統一モデルを検証すること。
• 特に高エネルギー端末とリフレクションのスペクトル形状の違いが、統一モデルを支持するか、あるいは反証するかを特定すること。
• セイフェルト2型銀河のNH < 7 × 10²³ cm⁻²の条件を満たすものに限定することで、吸収効果を最小限に抑え、内在放射を直接観測可能にする。
• 個々のスペクトルの光子統計が限られる状況下でも、信号対雑音比を向上させ、信頼性の高いスペクトル的性質を抽出するために、各クラスの平均スペクトルを計算すること。

提案手法

• 公的アーカイブから68例のBeppoSAX/PDSセイフェルトスペクトルを選定し、混在源やLINERを除外した。
• NEDの光学分類に基づき、セイフェルト1型（Sy 1, 1.2）、1.5型（Sy 1.5）、2型（Sy 1.9, 2）に分類した。
• セイフェルト2型銀河に対して、15 keV以上での吸収を最小限に抑えるために、吸収深さ（NH）のカット（NH < 7 × 10²³ cm⁻²）を適用した。
• 15–136 keVエネルギー帯を用いて、各クラスの平均PDSスペクトルを計算し、信号対雑音比を向上させた。
• 平均スペクトルに、パワー法則、高エネルギー端末、コンプトンリフレクション成分の組み合わせをフィットさせた。
• スペクトル特徴と源の信頼性を検証するために、統計的有意性（S/N）および放射度/等価光度の測定値を用いた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 セイフェルト1型とセイフェルト2型銀河の内在的ハードX線スペクトルは、15 keV以上で同じパワー法則の勾配を持つのか？
• RQ2 セイフェルト1型銀河の内在スペクトルに高エネルギー端末が存在するのか？また、セイフェルト2型ではそれが存在しないのか？
• RQ3 コンプトンリフレクション成分の強度は、セイフェルト1型とセイフェルト2型でどのように異なるのか？
• RQ4 セイフェルト1.5型銀河は、セイフェルト1型と2型の中間的なスペクトル的性質を示すのか、それとも一方のクラスに近いか？
• RQ5 観測されたスペクトル形状の違いは、統一モデルで説明可能か？それとも、中心エンジンに本質的な違いがあることを示唆するのか？

主な発見

• セイフェルト1型の平均スペクトルには高エネルギー端末が必要とされ、これは特徴的な温度を持つコンプトン化プラズマを示唆しているのに対し、セイフェルト2型の平均スペクトルにはそのような端末は不要である。
• リフレクション成分は、セイフェルト2型銀河においてセイフェルト1型よりも顕著に強く、遮蔽するトルスや周囲の媒体による再処理が強化されている可能性を示唆している。
• セイフェルト1.5型銀河には顕著なリフレクション成分がなく、高エネルギー端末も必要とされないため、Sy 1型とSy 2型の中間的状態に位置づけられ、スペクトル的状態が曖昧である。
• 15–136 keVバンドにおける平均ハードX線放射度は、1H0419-577（1.18 × 10⁻¹¹ erg s⁻¹ cm⁻²）からIC 4329A（22.6 × 10⁻¹¹ erg s⁻¹ cm⁻²）の範囲であり、等価光度は0.02から112 × 10⁴³ erg s⁻¹の範囲を示した。
• IC 4329A（Sy 1）では最高の信号対雑音比（99.0σ）が測定され、その強い内在放射と信頼性の高いスペクトルフィットを確認した。
• サンプル選定により、すべてのセイフェルト2型源で15 keVでの吸収効果が50%未満に抑えられ、ハードX線データが内在放射を直接探査可能であることを裏付けた。