[論文レビュー] X-ray emission from GPS/CSS sources

Aneta Siemiginowska, Thomas L. Aldcroft+4 more|ArXiv.org|Jun 13, 2003

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 13被引用数 8

ひとこと要約

本研究では、Chandra X-ray Observatory を用いた、2つのGPSクェสィーサー、PKS 1127-145 および B2 0738+393における拡張されたX線ジェットの初回検出を報告する。ジェットは核から最大330 h₅₀⁻¹ kpcまで延びており、相対論的プラズマのX線放射が長距離にわたり持続している可能性を示唆している。10個の源のうち6個で固有の吸収が確認されており、ジェットの閉じ込めや間歇的活動の可能性を示している。

ABSTRACT

The high spatial resolution of the Chandra X-ray Observatory allows us to study the environment of GPS/CSS sources to within an arcsec of the strong compact core. We present the discovery of X-ray jets in two GPS quasars, PKS1127-145 and B2 0738+393, indicating that X-ray emission associated with the relativistic plasma is present at large distances from the GPS nucleus. We also discuss first results from Chandra observations of our GPS/CSS sample. We find that 6 out of 10 sources show intrinsic absorption at a level which may be sufficient to confine the GPS source.

研究の動機と目的

• Chandraの高空間分解能を活用した、GPS/CSS源の初の系統的X線研究を実施すること。
• GPS/CSS源におけるX線放射の起源を調査し、相対論的ジェットか周囲環境に関連するものかを特定すること。
• 固有の吸収が存在するかを評価し、それがこれらのコンactな源における電波放射プラズマの閉じ込めに寄与する可能性があるかを検討すること。
• X線構造と放射メカニズムを調査することで、GPS/CSS源と大規模な電波銀河との進化的関連性を明らかにすること。

提案手法

• 非検出源のX線フレックス推定のため、10個のGPS/CSS源を対象に、5 ksec露光の深さを持つChandra ACIS-S観測を実施した。
• CIAO 2.2ソフトウェアを用いてX線データを解析し、源のフレックス、スペクトル指数、吸収列を抽出した。
• 吸収されたパワー則モデルを用いてX線放射をモデル化した：F(E) = A × E⁻ᵞ × exp[−N_Hσ(E) − N_H^{z_abs}σ(E(1+z))]。吸収断面積はMorrison & McCammon (1983)およびWilms et al. (2000)の値を用いた。
• X線ジェットの形状とVLA電波マップを比較し、X線と電波構造の空間的相関を特定した。
• X線輝度と吸収列を用いて、吸収媒体内の電子密度を推定し、閉じ込めの可能性を評価した。
• ジェット放射メカニズムを評価し、熱的放射、シンクロtron放射、およびSSC放射を除外し、宇宙背景放射光子との逆コンプトン散乱（EIC/CMB）を支持する結果を得た。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GPSクェスィーサーは、核から遠く離れた相対論的プラズマを示す拡張されたX線ジェットを有するか？
• RQ2 GPS源におけるX線放射は、相対論的電子によるCMB光子の逆コンプトン散乱と整合的か？
• RQ3 GPS/CSS源に十分な固有の吸収が存在し、電波放射プラズマを閉じ込めているか？
• RQ4 X線観測によって、GPS源における継続的ジェット活動と間歇的活動を区別できるか？
• RQ5 GPS源におけるX線構造と電波構造は一致しており、放射の共通の起源を示唆するか？

主な発見

• X線ジェットは2つのGPSクェスィーサー、PKS 1127-145 および B2 0738+393で検出され、核から最大約330 h₅₀⁻¹ kpcまで延びていた。
• PKS 1127-145のX線ジェットは約30弧秒（z=1.187で330 h₅₀⁻¹ kpcに相当）にわたり、核に対するキノンの強度比は約1:450であった。
• B2 0738+393では、核から約35弧秒のX線ジェットが延びており、核に対するホットスポットの強度比は約1:200であった。
• B2 0738+393の南側ラベルではX線放射と電波放射が相関しており、一方北側ラベルにはX線放射は検出されず（3σ上限：2×10⁻⁹ photons cm⁻² s⁻¹ pix⁻¹）、検出されなかった。
• 観測された10個のGPS/CSS源のうち6個で固有の吸収列N_H > 10²¹ cm⁻²が確認され、電子密度が0.03–0.3 cm⁻³に相当し、閉じ込めモデルと整合的であった。
• X線ジェット放射は、逆コンプトン散乱（EIC/CMB）によって最もよく説明され、熱的放射、シンクロtron放射、およびSSC放射メカニズムは除外された。