[論文レビュー] The Palermo Swift-BAT hard X-ray catalogue III. Results after 54 months of sky survey

G. Cusumano, V. La Parola+11 more|arXiv (Cornell University)|Sep 2, 2010

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 12被引用数 121

ひとこと要約

本論文は、54か月分の調査データに基づく第二パルマ・スイフト・BATハードX線カタログを提示する。15–150 keVエネルギー帯域で4.8σ以上の有意水準を満たす1,256個の源が特定され、50%の天の川スカイカバレッジを達成。|b|<10°では1.0×10⁻¹¹ erg cm⁻² s⁻¹、|b|>10°では9.2×10⁻¹² erg cm⁻² s⁻¹のフラックス限界を有する。対応源が86%にのぼり、そのうち57%が銀河系外、19%が銀河系内、10%が未分類。フェルミ-LAT源との59件の一致は、高エネルギー領域に特徴的な異なる源集団を示している。

ABSTRACT

We present the Second Palermo Swift-BAT hard X-ray catalogue obtained by analysing data acquired in the first 54 months of the Swift mission. Using our software dedicated to the analysis of data from coded mask telescopes, we analysed the BAT survey data in three energy bands (15-30 keV, 15-70 keV, 15-150 keV), obtaining a list of 1256 detections above a significance threshold of 4.8 standard deviations. The identification of the source counterparts is pursued using two strategies: the analysis of field observations of soft X-ray instruments and cross-correlation of our catalogue with source databases.The survey covers 50% of the sky to a 15--150 keV flux limit of 1.0 x 10^-11 erg s^-1 cm^-2 and 9.2 x 10^-12 erg s^-1 cm^-2 for |b|&lt; 10 degrees and |b|&gt; 10 degrees, respectively. The Second Palermo Swift-BAT hard X-ray catalogue includes 1079 (86%) hard X-ray sources with an associated counterpart (26 with a double association and 2 with a triple association) and 177 BAT excesses (14%) that still lack a counterpart. The distribution of the BAT sources among the different object classes consists of 19% Galactic sources, 57% extragalactic sources, and 10% sources with a counterpart at softer energies whose nature has not yet been determined. About half of the BAT associated sources lack a counterpart in the ROSAT catalogues. This suggests that either moderate or strong absorption may be preventing their detection in the ROSAT energy band. The comparison of our BAT catalogue with the Fermi Large Area Telescope First Source Catalogue identifies 59 BAT/Fermi correspondences: 48 blazars, 3 Seyfert galaxies, 1 interacting galaxy, 3 high mass X-ray binaries, and 4 pulsars/supernova remnants. This small number of correspondences indicates that different populations make the sky shine in these two different energy bands.

研究の動機と目的

• 54か月分のスイフト-BAT調査データから包括的なハードX線源カタログを構築すること。
• マルチウェーブ長スケールのクロス相関とソフトX線フォローアップ観測を用いてBAT源の対応源を同定すること。
• ハードX線源の銀河系内および銀河系外集団における分布を特徴づけること。
• BATカタログとフェルミ-LAT初回源カタログを比較し、高エネルギー天の川放射の源集団の違いを評価すること。
• ROSATでの対応源が欠落している源の割合を定量し、X線検出に及ぼす吸収の役割を評価すること。

提案手法

• 80エネルギーチャンネルにわたる5分間隔のスイフト-BAT検出器プレーンヒストグラム（DPH）データを54か月分分析。
• 符号マスク望遠鏡データのスクリーニング、モザイキング、源検出に特化したソフトウェアパイプラインの適用。
• 15–30 keV、15–70 keV、15–150 keVの3つのエネルギー帯域で源検出を実施。有意水準の閾値は4.8σ。
• 既存の源データベース（例：ROSAT、フェルミ-LAT）とのクロス相関およびソフトX線フォローアップ観測を用いて対応源を関連付ける。
• 銀河系緯度（|b|<5°または>5°）、有意水準帯、識別戦略（例：Y：事前に知られていた、I：インテグラル検出）で源をフラグ付け。
• 赤方偏移の利用が可能な場合、各対応源ごとに全放射度を計算。フラックスは10⁻¹¹ erg cm⁻² s⁻¹単位で報告。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 スイフト-BAT調査が54か月間稼働した後、源密度とスカイカバレッジはどの程度か？
• RQ2 BAT源のうち、ソフトX線または他のマルチウェーブ長スケール調査で対応源が確認されるのは何個で、その分類は何か？
• RQ3 約半数のBAT対応源がROSATカタログに対応源を持たないのはなぜか？これは吸収の影響を示唆するか？
• RQ4 BATカタログとフェルミ-LAT初回源カタログとの間に何件の一致が存在するか？また、それらはハードX線とγ線の源集団に関する何を明らかにするか？
• RQ5 BAT源のうち未関連（過剰）とされる割合はどの程度か？その原因として考えられる要因は何か？

主な発見

• |b|<10°では1.0×10⁻¹¹ erg cm⁻² s⁻¹、|b|>10°では9.2×10⁻¹² erg cm⁻² s⁻¹の15–150 keVフラックス限界を有し、50%の天の川スカイカバレッジを達成。
• カタログには1,256個の源が含まれ、そのうち1,079個（86%）が対応源を有する。このうち26個が二重、2個が三重の関連を示す。
• 未関連のBAT過剰源177個（14%）の多くは、中程度から強い吸収によりソフトX線帯で検出されないためのものと推定される。
• 銀河系外源が全体の約57%を占め、次に銀河系内源が約19%、対応源が関連しているにもかかわらず未分類のものが約10%にのぼる。
• フェルミ-LAT初回源カタログとの一致は59件にのぼり、そのうち48個がブレージャー、3個がセイファート銀河、1個が相互作用銀河、3個が高質量X線連星、4個がパルサー／超新星残骸。
• フェルミ源との一致数が少ないことから、ハードX線とγ線の天の川放射を支配する異なる天体物理的集団が存在することが示唆される。