[論文レビュー] The variability of the Seyfert galaxy NGC 2992: the case for a revived AGN

R. Gilli, R. Maiolino+5 more|arXiv (Cornell University)|Jan 7, 2000

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、セイファート1.9銀河NGC 2992の活動銀河核（AGN）が、20年間の低下の後、再活性化した証拠を提示している。1997年と1998年のBeppoSAXによるX線データは、スペクトル指数Γ ≈ 1.7のパワー・ラウのスペクトルと顕著な鉄Kα線を示しており、降着円盤の再構築を示している。1997年の鉄線は強くイオン化されており、通常は見られないほど幅広く、移行段階を示唆している。一方、1998年のデータは、標準的な冷たい円盤モデルに一致する線を示しており、円盤がほぼ完成していることを示している。

ABSTRACT

We report the transition to an active state of the nucleus in the Seyfert 1.9 galaxy NGC 2992, discovered by means of new hard X-ray data. While the 2-10 keV flux declined by a factor of ~ 20 from 1978 to 1994, two recent BeppoSAX observations in 1997 and in 1998 caught the nuclear emission raising back to the same level of activity observed in 1978. In both BeppoSAX observations the X-ray spectrum of the source is well represented by a power law with spectral index Gamma ~ 1.7, absorbed by a column density of N_H ~ 10^{22} cm^{-2} and characterized by a prominent iron Kαline. While in the second BeppoSAX data set the line properties appear to be consistent with those expected from accretion disc models, in the first BeppoSAX data set the iron feature is rather peculiar. The broadening is not significant and the line energy is E_{Kα}=6.62 +/- 0.07 keV, indicating emission from highly ionized iron. The line has too high equivalent width (~ 700 eV) to be produced by a hot scattering medium. By comparing these data with data previously in the literature, we interpret the spectral and flux changes in terms of different phases of rebuilding an accretion disc. The timescale for the disc rebuilding is estimated to range between 1 and 5 years. The X-ray data are complemented with optical and near-infrared followup spectra taken 1.5 months after the discovery of the X-ray burst. The spectra are characterized by prominent broad emission lines. There is also evidence for hot dust emission in the H and K bands that, however, is probably still in the process of increasing.

研究の動機と目的

• NGC 2992の最近のX線変動を調査し、長期間にわたる低下の後、核活動が再開したかどうかを特定すること。
• 特に鉄Kα線のスペクトル的性質を分析し、移行段階における降着円盤の物理的状態を推定すること。
• 光学および近赤外フォローアップスぺクトルを検討し、幅広い発光線および高温のダスト放射の再出現を評価し、AGN活動の再活性を確認すること。
• 1997年と1998年の観測間のスペクトル進化に基づいて、降着円盤再構築の時間スケールを制約すること。

提案手法

• 0.1–200 keV範囲のX線スペクトルを抽出するために、1997年および1998年のBeppoSAX観測データ（LECS、MECS、PDS機器）を分析する。
• 吸収されたパワー・ラウモデル（Γ ≈ 1.7）と可変な鉄Kα線を用いてX線スペクトルをフィットし、吸収密度（NH ≈ 10²² cm⁻²）および線パラメータを決定する。
• 1997年および1998年の鉄Kα線の性質を比較し、発光物質のイオン化状態および幾何学的配置を、降着円盤放射モデルを用いて評価する。
• X線バーストから1.5か月後に取得された光学および近赤外フォローアップ観測のスペクトルを分析し、幅広い発光線の強度およびHバンドおよびKバンドにおけるダスト放射を測定する。
• バルマー減衰および内在的線比を用いて、幅広い線領域および狭い線領域における減光を推定し、X線から導かれたNHと比較することで、ダストとガスの不整合性を評価する。
• 鉄Kα線と連続スペクトルの変動の時間遅れを用いて、中心エンジンからの再放射媒体までの距離を推定する。この推定には、モデル依存の幾何学的配置を仮定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 2992のAGNは、X線輝度が20年間低下した後、再活性化したか？
• RQ2 鉄Kα線のスペクトル的および線形の変化は、移行段階における降着円盤の物理的状態をどのように示しているか？
• RQ3 光学および近赤外スペクトルは、幅広い線領域および高温ダスト放射の再出現をどのように反映しているか？
• RQ4 観測されたスペクトル進化に基づいて、降着円盤再構築の推定時間スケールは何か？
• RQ5 X線から導かれた吸収密度と光学的減光が不一致であるのはなぜか？これにより遮蔽媒体の性質に何が示唆されるか？

主な発見

• NGC 2992の2–10 keV X線フラックスは、1994年の最小値から1978年のレベルまで約20倍増加しており、AGNの完全な再活性化を示している。
• 両方のBeppoSAX観測（1997年および1998年）とも、スペクトル指数Γ ≈ 1.7および吸収密度NH ≈ 10²² cm⁻²のパワー・ラウX線スペクトルを示している。
• 1997年の鉄Kα線はエネルギー6.62 ± 0.07 keV、等価幅約700 eVであり、強いイオン化鉄からの発光を示しており、高温散乱媒体とは一致しない。
• 1998年のデータは、冷たい円盤放射モデルに一致する鉄Kα線を示しており、降着円盤がほぼ完成していることを示唆している。
• 1997年と1998年の観測間の進化に基づき、降着円盤再構築の時間スケールは1〜5年と推定されている。
• 光学および近赤外フォローアップスペクトルは、顕著な幅広い発光線およびHバンドおよびKバンドにおける高温ダスト放射の証拠を示しているが、後者はまだ増加傾向にあり、ダスティ・トーラスの進行中の再形成を示唆している。