[論文レビュー] The XMM-Newton Survey in the Marano Field I. The X-ray data and optical follow-up

M. Krumpe, G. Lamer+7 more|ArXiv.org|Dec 13, 2006

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 40被引用数 8

ひとこと要約

本研究は、0.6 deg²の領域をカバーする中程度深さのXMM-Newtonサーベイをマラーノ銀河団領域で実施し、合計120 ksecの露出時間で328個のX線源を検出。VLT FORS1/2を用いた分光観測により、110個の対応源を分類し、中心領域のX線源の約65%がタイプIIAGNであることが判明。特にz ≥ 2.2の高赤方偏移源の割合が顕著であり、X線で明るいが光的に普通の性質を示す銀河（XBONGs）は、おそらく遮蔽されたAGNであると特定され、1 < z < 2の範囲では光学的発光線の欠如によりタイプIIAGNの同定に課題が生じることを示した。

ABSTRACT

We report on a medium deep XMM-Newton survey of the Marano Field and optical follow-up observations. The mosaicked XMM-Newton pointings in this optical quasar survey field cover 0.6 square degree with a total of 120 ksec good observation time. We detected 328 X-ray sources in total. The turnover flux of our sample is f~5x10^(-15) erg/cm^2/s in the 0.2-10 keV band. With VLT FORS1 and FORS2 spectroscopy we classified 96 new X-ray counterparts. The central 0.28 square degree, where detailed optical follow-up observations were performed, contain 170 X-ray sources (detection likelihood ML&gt;10), out of which 48 had already been detected by ROSAT. In this region we recover 23 out of 29 optically selected quasars. With a total of 110 classifications in our core sample we reach a completeness of ~65%. About one third of the XMM-Newton sources is classified as type II AGN with redshifts mostly below 1.0. Furthermore, we detect five high redshift type II AGN (2.2

研究の動機と目的

• 深さのあるXMM-Newton観測と光学分光観測を用いて、マラーノ銀河団領域のX線源集団を特徴づけること。
• 遮蔽されたAGNを含めたX線源同定の完全度と信頼性を特定すること。
• 特に1 < z < 2の範囲で困難な状況にあるタイプIIAGNの赤方偏移分布および吸収特性を調査すること。
• X線で明るいが光的に普通の性質を示す銀河（XBONGs）を同定・分類し、遮蔽されたAGNとしての性質を評価すること。
• タイプIとタイプIIAGNのX線および光学的性質を、全放射度および吸収分布の観点から比較すること。

提案手法

• XMM-Newtonは0.6 deg²の領域をモザイク観測し、合計120 ksecの有効露出時間を得て、328個のX線源を検出。
• 光学的フォローアップとして、発光線および吸収線の特徴に基づきX線源の対応源をVLT FORS1およびFORS2分光観測で分類。
• コア領域（0.28 deg²）の110個の源に対して分光的赤方偏移を決定し、65%の同定完全度を達成。
• 吸収列密度（N_H）の推定にX線の硬さ比を用い、信頼性を確保するため2σの有意性を評価。
• タイプIIAGNおよびXBONGsはRバンドで明るくないため、Kバンド画像を用いて源検出およびスリット位置決めを改善。
• X線全放射度、光学-X線スペクトル傾き（α_OX）、赤方偏移の統計的解析を実施し、相関関係および選択効果を評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 マラーノ銀河団領域におけるX線源同定の完全度と信頼性、特に遮蔽されたAGNに関してはいかがですか？
• RQ2 深さのあるX線サーベイ（本研究を含む）は、なぜ光学的クェーサー調査と比較して低赤方偏移AGNの割合が高くなるのでしょうか？
• RQ3 タイプIIAGNのX線および光学的性質は、タイプIAGNと比較して、全放射度および吸収の観点でどのように異なりますか？
• RQ4 X線で明るいが光的に普通の性質を示す銀河（XBONGs）の本質は何か、通常のタイプIIAGNとはどのように異なりますか？
• RQ5 なぜタイプIIAGNの赤方偏移分布が1 < z < 2の範囲で不確実なままなのか、Kバンドデータは同定を改善できるでしょうか？

主な発見

• 0.6 deg²の領域で328個のX線源を検出。0.2–10 keVバンドでの転送フラックスは約5×10⁻¹⁵ erg cm⁻² s⁻¹で、ピークを示した。
• コア領域（0.28 deg²）では110個の分光的分類が達成され、65%の同定完全度を示した。そのうち31個は新規のタイプIIAGN、5個は2.2 ≤ z ≤ 2.8の高赤方偏移タイプIIAGNであった。
• タイプIIAGNがサンプルを支配しており、中央値の固有X線全放射度はlog L_X ~ 44.0である一方、タイプIAGNはlog L_X ~ 44.4であった。両者とも同じ全放射度範囲（10⁴³ ≤ L_X ≤ 10⁴⁶ erg/s）をカバーしている。
• タイプIIAGNの吸収されたX線源の割合は、タイプIAGNよりも顕著に高いが、一部の非吸収タイプIIAGNも同定された。
• 5個の高赤方偏移タイプIIAGNが検出された。1 < z < 2の範囲では、光学的窓口で発光線が欠落しているため、タイプIIAGNの赤方偏移分布は不確実のままである。
• 3個のX線で明るいが光的に普通の性質を示す銀河（XBONGs）が分類され、X線全放射度（log L_X ~ 43–44）および吸収特性がタイプIIAGNと類似していた。これは、弱いまたは隠れた発光線を持つ遮蔽されたAGNである可能性を示唆している。