[論文レビュー] The XMM-Newton survey of the ELAIS-S1 field II: optical identifications and multiwavelength catalogue of X-ray sources

C. Feruglio, F. Fiore+14 more|ArXiv.org|Jun 29, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 47被引用数 12

ひとこと要約

本稿は、ELAIS-S1領域における478個のX線源の多波長カタログを提示しており、XMM-NewtonおよびChandraの位置情報と偶然一致確率を用いて、光学および赤外線対応体を同定している。光学検出率は94%に達し、R=24未満の源の50%に対して分光的赤方偏移を取得しており、47%をブロードラインAGNと分類している。SED解析により、AGNの遮蔽状態や全放射出力と関連した宿主銀河の性質が明らかになった。

ABSTRACT

We present optical identifications and a multi-band catalogue of a sample of 478 X-ray sources in the XMM and Chandra surveys of the central 0.6 deg^2 of the ELAIS-S1 field. The optical/infrared counterpart of each X-ray source was identified using R and IRAC 3.6 um bands. This method was complemented by the precise positions obtained through Chandra observations. Approximately 94% of the counterparts are detected in the R band, while the remaining are blank fields in the optical down to R~24.5, but have a near-infrared counterpart detected by IRAC within 6 arcsec from the XMM centroid. The multi-band catalogue contains photometry in ten photometric bands (B to the MIPS 24 um). We determined redshift and classification for 237 sources (~50% of the sample) brighter than R=24. We classified 47% of the sources with spectroscopic redshift as broad-line active galactic nuclei (BL AGNs) with z=0.1-3.5, while sources without broad-lines are about 46% of the spectroscopic sample and are found up to z=2.6. We identified 11 type 2 QSOs among the sources with X/O>8, with z=0.9-2.6, high 2-10 keV luminosity (log(L2-10keV)>=43.8 erg/s) and hard X-ray colors suggesting large absorbing columns at the rest frame (logN_H up to 23.6 cm^-2). BL AGNs show on average blue optical-to-near-infrared colors, softer X-ray colors and X-ray-to-optical colors typical of optically selected AGNs. Conversely, narrow-line sources show redder optical colors, harder X-ray flux ratio and span a wider range of X-ray-to-optical colors. On average the SEDs of high-luminosity BL AGNs resemble the power-law typical of unobscured AGNs. The SEDs of NOT BL AGNs are dominated by the galaxy emission in the optical/near-infrared, and show a rise in the mid-infrared which suggests the presence of an obscured active nucleus.

研究の動機と目的

• 複数エポックのX線および光学/赤外線データを用いて、ELAIS-S1領域のX線源の光学および赤外線対応体を同定すること。
• 全X線源をカバーするB波長から24 μmまでの包括的な多バンド画像的カタログを構築すること。
• AGNのデモグラフィーを調査するために、顕著な割合の源について分光的赤方偏移とAGN分類を決定すること。
• スペクトルエネルギー分布（SED）の解析により、宿主銀河の性質を推定し、AGNの遮蔽状態や全放射出力と関連付けること。
• AGNフィードバックの役割を評価するために、遮蔽されたおよび遮蔽されていないAGNの色とSEDを、宿主銀河の進化と関連付けて分析すること。

提案手法

• XMM-NewtonおよびChandraのX線位置を用いて、源の局所化を向上させ、位置不確かさを低減した。
• RバンドおよびIRAC 3.6 μmバンドにおける偶然一致確率解析を適用し、各X線源の最も可能性の高い光学／赤外線対応体を同定した。
• B波長からMIPS 24 μmまでの10バンドの光度を統合し、fluxおよびmagを含む多波長カタログを構築した。
• 237個の源（サンプルの50%）に対して分光的フォローアップ観測を実施し、赤方偏移を決定するとともに、AGNタイプ（例：BL AGN、タイプ2 QSO）を分類した。
• SEDフィッティングとテンプレート比較を用いて、追加の68個の源について光度赤方偏移を計算した。
• SEDおよび近赤外色を解析し、星形成銀河と非活性銀河を区別することで、宿主銀河の性質を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ELAIS-S1領域の各X線源に対して、最も可能性の高い光学／赤外線対応体は何か。同定の信頼性はどの程度か。
• RQ2 ブロードライン源とナローライン源のAGNの光学および近赤外色はどのように異なり、遮蔽状態に何を示唆するか。
• RQ3 X線選択サンプルにおける分光的赤方偏移およびAGNタイプ（例：BL AGN、タイプ2 QSO）の分布はどのようになっているか。
• RQ4 高全放射出力AGNのSEDは、遮蔽されていないAGNのテンプレートとどのように異なるか。これにより、宿主銀河の性質にどのような示唆が得られるか。
• RQ5 AGN全放射出力、宿主銀河の色、およびダストや非活性星族の存在との関係は何か。

主な発見

• X線源の94%はRバンド（R ≤ 24.5）で検出されており、残りの6%はXMM-Newtonの重心から6″以内でIRAC 3.6 μmで検出された。
• 237個の源（サンプルの50%）で分光的赤方偏移が取得され、そのうち47%がブロードラインAGN（z = 0.1–3.5）と分類され、46%がナローライン源（z = 2.6まで）。
• F(2–10 keV)/F(R) > 8、高全放射出力（log L ≥ 43.8 erg s⁻¹）、および大きな吸収コア（log NH まで23.6 cm⁻²）を示すハードX線色を持つ源のうち、11個のタイプ2 QSOが分光的に同定された。
• BL AGNは青い光学的〜近赤外色を示し、ややソフトなX線色と、遮蔽されていないAGNに典型的なX線-光学色を示すが、ナローライン源は赤く、X線のフラックス比が硬い。
• 高全放射出力BL AGNの平均SEDは、遮蔽されていないAGNに典型的なパワーロウに類似しているが、非BL AGNは銀河主導のSEDを示し、中赤外域の過剰を示して遮蔽された核を示唆している。
• 低全放射出力非BL AGN（log L₂₋₁₀keV < 43 erg s⁻¹）は青く、星形成銀河（U-VおよびR-[3.6 μm]色がより青い）に宿されており、高全放射出力宿主銀河は赤くなる傾向がある。これは非活性またはダストを含む宿主銀河の可能性を示唆しているが、光度測定の分解能では両者を区別できない。