[論文レビュー] Unveiling the nature of INTEGRAL objects through optical spectroscopy. IX. 22 more identifications, and a glance into the far hard X-ray Universe

N. Masetti, P. Parisi+15 more|arXiv (Cornell University)|Jan 9, 2012

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 83被引用数 25

ひとこと要約

本研究では、6か国の望遠鏡を用いた光学分光測定により、INTEGRAL衛星が検出した22個の未発表または poorly studied な高エネルギーX線源を特定した。16個の活動銀河核（AGN）を確認した。そのうち1つは赤方偏移 z = 3.12 のもので、これはINTEGRALで同定された2番目に遠方の源である。残りの6個は銀河系天体であり、AGNが高エネルギーX線源の主要な構成要素であることを示し、深さのあるINTEGRALサーベイが高赤方偏移および遮へいされたAGNを調査する上で重要な役割を果たすことを示している。

ABSTRACT

(Abridged) Since its launch in October 2002, the INTEGRAL satellite has revolutionized our knowledge of the hard X-ray sky thanks to its unprecedented imaging capabilities and source detection positional accuracy above 20 keV. Nevertheless, many of the newly-detected sources in the INTEGRAL sky surveys are of unknown nature. The combined use of available information at longer wavelengths (mainly soft X-rays and radio) and of optical spectroscopy on the putative counterparts of these new hard X-ray objects allows us to pinpoint their exact nature. Continuing our long-standing program that has been running since 2004, and using 6 different telescopes of various sizes, we report the classification through optical spectroscopy of 22 more unidentified or poorly studied high-energy sources detected with the IBIS instrument onboard INTEGRAL. We found that 16 of them are active galactic nuclei (AGNs), while the remaining 6 objects are within our Galaxy. Among the identified extragalactic sources, 14 are Type 1 AGNs; of these, 6 lie at redshift larger than 0.5 and one has z = 3.12, which makes it the second farthest object detected in the INTEGRAL surveys up to now. The remaining AGNs are of type 2, and one of them is a pair of interacting Seyfert 2 galaxies. The Galactic objects are identified as two cataclysmic variables, one high-mass X-ray binary, one symbiotic binary and two chromospherically active stars. We thus still find that AGNs are the most abundant population among hard X-ray objects identified through optical spectroscopy. Moreover, we note that the higher sensitivity of the more recent INTEGRAL surveys is now enabling the detection of high-redshift AGNs, thus allowing the exploration of the most distant hard X-ray emitting sources and possibly of the most extreme blazars.

研究の動機と目的

• INTEGRALのIBIS機器が検出した22個の未分類または poorly studied な高エネルギーX線源の性質を特定すること。
• 多波長データと光学分光測定を用いて、これらの高エネルギー源の物理的性質を特定すること。
• 高赤方偏移および遮へいされたAGNが高エネルギーX線背景に与える寄与を評価すること。
• ソフトX線の局所化と光学フォローアップを組み合わせることで、源の関連付けの正確性を向上させること。
• 未同定INTEGRAL源の性質を解明するための分光測定フォローアップの有効性を評価すること。

提案手法

• 22個のINTEGRAL高エネルギーX線源の候補対応天体に対して、複数大陸にまたがる6台の地上望遠鏡を用いて光学分光測定を実施した。
• 分光的分類は、発光線の特徴に基づき、タイプ1（幅広い線）とタイプ2（狭い線）のAGNを区別した。
• ソフトX線（Chandra、XMM-Newton、Swift）、電波、赤外、光学サーベイからの多波長データを照合し、源の関連付けを精緻化した。
• 赤方偏移は発光線のシフトから測定され、1つの源（IGR J12319−0749）が z = 3.12 で確認された。
• 最新のINTEGRAL全天サーベイデータ（第4版IBISカタログおよび7年間のサーベイ）を用いて、源の集団の統計的分析を実施した。
• 本研究は2004年に開始された長期にわたる分光フォローアップ計画に基づき、204個の同定源からのデータを統合している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 INTEGRALが20–100 keV帯で検出した22個の未同定高エネルギーX線源の真の性質は何か？
• RQ2 これらの源のうち何個が高赤方偏移AGNであり、その分布は高エネルギーX線宇宙の性質をどのように明らかにするか？
• RQ3 銀河系天体はINTEGRALサーベイにおける高エネルギーX線源集団にどの程度寄与しているか？
• RQ4 ソフトX線の局所化が得られない場合、光学分光測定は源の関連付けの曖昧さを効果的に解消できるか？
• RQ5 本手法により同定された遮へいまたはコンプトン厚いAGNが、高エネルギーX線背景のどの程度を占めているか？

主な発見

• 同定された22個の源のうち16個は活動銀河核（AGN）であり、AGNが高エネルギーX線源の主要な集団であることが確認された。
• 16個のAGNのうち14個はタイプ1（幅広い発光線）であり、未遮へいまたは弱く遮へいされた核を示している。
• 1つのAGN（IGR J12319−0749）は赤方偏移 z = 3.12 であり、INTEGRALサーベイで同定された2番目に遠方の源である。
• 6個の銀河系源のうち、2つは超新星変光星、1つは高質量X線連星、1つはシンビオティック連星、2つはおそらくRS CVn型の活発な星である。
• 本研究では、光学分光測定が源同定に極めて有効であることが再確認された。2004年以降に得られた204件の分光的同定のうち85％が本プログラムで得られた。
• 最近のINTEGRALサーベイの高い感度のおかげで、高赤方偏移AGNの検出が可能となり、最も遠く、最も極端な高エネルギーX線放射源を覗きこむ窓が開かれた。