[論文レビュー] The warm absorber in NGC 5548: The lean years

R. G. Detmers, J. S. Kaastra+3 more|ArXiv.org|Apr 28, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 30被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、2005年の長期的な低放射率状態におけるNGC 5548のX線スペクトルをChandra LETGSを用いて分析し、温かい吸収体に明確な再結合が見られ、中心源からの距離が7 pc以内に制約されることを明らかにした。O vii禁制線の輝度が低下したことは、線幅領域が約1 pcに位置することを示唆している。一方、Fe Kα線には変動が認められず、反射成分が安定しているか、連続スペクトルの変化に対する複雑なイオン化応答が存在する可能性を示している。

ABSTRACT

We study the variability of the warm absorber and the gas responsible for the emission lines in the Seyfert 1 galaxy NGC 5548, in order to constrain the location and physical properties of these components. Using X-ray spectra taken with the extit{Chandra}$-$LETGS in 2002 and 2005, we study variability in the ionic column densities and line intensities. We find a lower \ion{O}{vii} forbidden emission line flux in 2005, while the Fe K$α$ line flux stays constant. The warm absorber is less ionized in 2005, allowing us to constrain its location to within 7 pc of the central source. Using both the observed variability and the limit on the FWHM of the \ion{O}{vii} f line, we have constrained the location of the narrow line region to a distance of 1 pc from the central source. The apparent lack of variability of the Fe K$ α$ line flux does not allow for a unique explanation.

研究の動機と目的

• X線スペクトル変動を用いて、NGC 5548の温かい吸収体および狭い発光線ガスの位置と物理的状態を制約すること。
• 2005年に観測された連続スペクトルの著しい低下に伴い、温かい吸収体のイオン化状態がどのように変化するかを調査すること。
• O vii禁制線の変動と線幅制約を用いて、狭い線幅領域の距離を特定すること。
• 2–10 keV連続スペクトルの5倍の低下にもかかわらず、Fe Kα発光線に観測された変動が見られない理由を説明すること。

提案手法

• 2005年4月に、持続的な低放射率状態にあったNGC 5548の高分解能X線スペクトルをChandraのLETGSで取得した。
• 1999年、2002年およびXMM-Newton RGSデータの以前の観測と2005年のスペクトルを比較し、スペクトル変動を評価した。
• 信号対雑音比が低いため、誤差推定にC統計量を用い、1–80 Åの波長域における局所連続スペクトルにスプラインモデルを適合した。
• スペクトルフィッティングとイオン化モデルにはSPEXソフトウェアパッケージを用い、イオン化パラメータ（ξ）と吸収密度の制約を組み込んだ。
• 1996年から2007年までのRXTEモニタリングデータを分析し、長期的な連続スペクトル変動を評価し、イオン化時間スケールの推定値を精緻化した。
• 観測された再結合時間スケールと線幅の上限を用いて、イオン化および運動論的議論により発光ガスの距離を制約した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 5548の温かい吸収体のイオン化状態は、X線連続スペクトルの5倍の低下にどのように反応するか？
• RQ2 O vii禁制線の輝度と線幅の変動から、狭い線幅領域の空間的位置は何か？
• RQ3 2–10 keV連続スペクトルの著しい低下にもかかわらず、Fe Kα発光線の輝度が一定のままである理由は何か？
• RQ4 長期的なRXTE光曲線は、再結合時間スケールを精緻化し、温かい吸収体の距離制約を改善するのに役立つだろうか？

主な発見

• 温かい吸収体は2005年に、連続スペクトルの低下に応じてより低いイオン化状態への再結合の兆候を示した。
• 温かい吸収体の位置は中心源からの距離が7 pc以内に制約されたが、これはおそらく保守的な上限である。
• O vii禁制線の輝度は2005年に低下し、線幅の上限から狭い線幅領域が中心源から約1 pcの位置にあると示唆された。
• 2–10 keV連続スペクトルの5倍の低下にもかかわらず、Fe Kα線の輝度は一定のままであり、反射成分が安定しているか、連続スペクトル変化に対する複雑なイオン化応答が存在する可能性を示している。
• 温かい吸収体の再結合時間スケールは1160日よりはるかに短い可能性が高く、4か月程度である可能性がある。これは、実際の温かい吸収体までの距離が7 pcよりはるかに短いことを示唆している。
• RXTEモニタリングデータから、2004年の放射率は2002年と類似しており、再結合時間スケールが短いことが支持され、温かい吸収体の距離制約がさらに厳しくなった。