[論文レビュー] The XMM-Newton Serendipitous Survey V. Optical identification of the XMM-Newton Medium sensitivity Survey (XMS)

X. Barcons, F. J. Carrera+54 more|ArXiv.org|Oct 1, 2007

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 35

ひとこと要約

本論文は、XMM-ニュートン中感度調査（XMS）から得られた318個のX線源の光学的同定を報告している。XMSは、0.5–10 keV範囲で中程度の放射度を持つX線源（100 deg⁻²）を対象とした偶然的調査である。主な望遠鏡から得られた多波長光学データを用いて、これらの放射度レベルにおけるX線の空域を支配するのはアクティブ銀河核（AGN）であり、軟X線／中程度エネルギー帯では平均で15–20%が遮蔽されており、硬X線／超硬X線帯では35–45%が遮蔽されている。一方、星の寄与は軟X線帯で10%未満である。

ABSTRACT

We present the XMM-Newton Medium sensitivity Survey (XMS), including a total of 318 X-ray sources found among the serendipitous content of 25 XMM-Newton target fields. The XMS comprises four largely overlapping source samples selected at soft (0.5-2 keV), intermediate (0.5-4.5 keV), hard (2-10 keV) and ultra-hard (4.5-7.5 keV) bands, the first three of them being flux-limited. We report on the optical identification of the XMS samples, complete to 85-95%. At the intermediate flux levels sampled by the XMS we find that the X-ray sky is largely dominated by Active Galactic Nuclei. The fraction of stars in soft X-ray selected samples is below 10%, and only a few per cent for hard selected samples. We find that the fraction of optically obscured objects in the AGN population stays constant at around 15-20% for soft and intermediate band selected X-ray sources, over 2 decades of flux. The fraction of obscured objects amongst the AGN population is larger (~35-45%) in the hard or ultra-hard selected samples, and constant across a similarly wide flux range. The distribution in X-ray-to-optical flux ratio is a strong function of the selection band, with a larger fraction of sources with high values in hard selected samples. Sources with X-ray-to-optical flux ratios in excess of 10 are dominated by obscured AGN, but with a significant contribution from unobscured AGN.

研究の動機と目的

• 中程度の放射度（約10⁻¹⁴ erg cm⁻² s⁻¹）および天の明るさ密度（約100 deg⁻²）におけるX線源集団の偏りのない定量的記述を提供すること。
• XMM-ニュートン中感度調査（XMS）において、複数のエネルギー帯域でX線源の光学的対応物および分類を特定すること。
• 遮蔽されたAGNの割合およびX線対光学の放射度比分布（αox）を、選択帯域ごとに測定すること。
• 異なる放射度範囲において、星と非遮蔽AGNと遮蔽AGNの寄与を評価すること。

提案手法

• XMM-ニュートンの偶然的観測を25の標的領域で用い、軟X線帯（0.5–2 keV）、中間帯（0.5–4.5 keV）、硬X線帯（2–10 keV）、超硬X線帯（4.5–7.5 keV）で合計318個のX線源を抽出した。
• アイザック・ニュートン望遠鏡、WHT、TNG、NOT、CAHA、VLT、その他の地上望遠鏡を用いた深紫外・可視光画像および分光観測により、光学的同定を実施した。
• 光度および分光データに基づき、源をAGN、星、非検出に分類した。同定の完全度は85–95%であった。
• 遮蔽されたAGN、非遮蔽AGN、星を区別するために、X線対光学の放射度比（αox）を計算し、分析した。
• 放射度範囲および選択帯域ごとの源の割合に関する統計的分析を実施し、遮蔽の定数性および集団構成の安定性を評価した。
• 軟X線帯、中間帯、硬X線帯では、フラックス制限サンプルを用い、超硬X線帯は高エネルギー源の特徴付けに用いた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 0.5–10 keV帯域における中程度の放射度（約10⁻¹⁴ erg cm⁻² s⁻¹）のX線源集団において、支配的となるのはどの種の源か？
• RQ2 X線エネルギー帯域および放射度レベルに応じて、遮蔽されたAGNの割合はどのように変化するか？
• RQ3 異なるエネルギー帯でX線選択サンプルに星がどの程度寄与しているか？
• RQ4 軟X線選択サンプルと硬X線選択サンプルにおいて、X線対光学の放射度比分布はどのように異なるか？
• RQ5 硬X線帯および軟X線帯で、20年分の放射度範囲にわたり、遮蔽AGNおよび非遮蔽AGNの割合は安定しているか？

主な発見

• 中程度の放射度におけるX線の空域はAGNが支配的であり、軟X線選択サンプルでは星の寄与が10%未満である。
• 軟X線帯および中間帯で選択されたサンプルにおいて、光学的に遮蔽されたAGNの割合は、20年分の放射度範囲にわたり15–20%でほぼ一定である。
• 硬X線帯および超硬X線帯で選択されたサンプルでは、遮蔽AGNの割合は35–45%に上昇し、広い放射度範囲にわたり一定である。
• X線対光学の放射度比が10を超える源は主に遮蔽AGNであるが、非遮蔽AGNも顕著な寄与をしている。
• X線対光学の放射度比分布は、選択帯域に強く依存しており、硬X線選択サンプルでは高比率の源の割合が顕著に高い。
• 光学的同定の完全度は85–95%に達しており、XMS源集団の統計的記述は信頼できるものである。