[論文レビュー] X-ray reflection in the NLS1 1H 0707-495

A. C. Fabian, G. Miniutti+5 more|May 7, 2004

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 92

ひとこと要約

この論文は、1H 0707–495という幅線が狭いセイフェルト1型銀河におけるスペクトル的特徴を、相対論的にぼやけた電離したX線反射によって説明する。XMM-Newtonのデータを用いて、観測間でスペクトルの低下エネルギーが7 keVから7.5 keVにシフトしていることが示された。これは、ディスクの電離度と発光度プロファイルの変化に起因するもので、反射成分はほぼ一定である一方、パワー則的連続スペクトルは変化しており、ブラックホール付近の光の屈曲モデルに整合的である。

ABSTRACT

We apply a reflection-dominated model to the second XMM-Newton observation of the Narrow Line Seyfert 1 galaxy 1H 0707-495. As in the first XMM-Newton observation a sharp spectral drop is detected with energy that has shifted from 7 keV to 7.5 keV in two years. The drop is interpreted in terms of relativistically blurred ionised reflection from the accretion disc, while the energy shift can be accounted for by changes in the ionisation state and, more importantly, emissivity profile on the disc. A flatter emissivity profile during the second higher flux observation reduces gravitational redshift effects, therefore shifting the edge to higher energy. Remarkably, ionised disc reflection and the associated power law continuum provide a reasonable description of the broadband spectrum, including the soft excess. Considering both observations, the spectral variability in 1H 0707-495 appears to be due to the interplay between these two spectral components. The reflection component in the second observation is significantly less variable than the power law. Changes of the emissivity profile, spectral shape and variability properties (such as the rms spectrum) within the two observations are all consistent with a recently proposed model in which relativistic effects in the very inner regions of the nucleus play a major role.

研究の動機と目的

• 1H 0707–495における約7 keVの鋭いスペクトル低下の起源を解明すること。
• 電離ディスク反射が、全バンド幅X線スペクトルとその変動を説明できるかを調査すること。
• スペクトル変動が、吸収や噴流ではなく、内側の降着円盤における相対論的効果に起因するという仮説を検証すること。
• 光の屈曲モデルが、NLS1銀河におけるスペクトル変動に与える影響を検討すること。
• 反射優勢モデルが、ソフト過剰と明確な鉄Kα線の欠如をどのように説明できるかを評価すること。

提案手法

• 1H 0707–495のXMM-Newton観測第2期（AO2）に、相対論的にぼやけた電離反射モデルを適用する。
• 発光度指数と電離パラメータを変化可能なパラメータとして、XMM-Newton pnスペクトルにパワー則的連続スペクトルと反射成分をフィットする。
• AO2のスペクトルフィットを第1観測（GT）と比較し、7 keVから7.5 keVへのエネルギーシフトを分析する。
• 連続スペクトル源の高さが反射とパワー則的成分に与える影響を、光の屈曲モデルを用いて説明する。
• フラックス-フラックスプロットとエネルギー選択型光度曲線を分析し、パワー則的連続スペクトルの変動とほぼ一定の反射成分の相関関係を検証する。
• 重力赤方偏移と内側ディスク領域からのドップラー効果を含む相対論的効果を用いて、放射の発生をモデル化する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 1H 0707–495における2回のXMM-Newton観測間で、スペクトル低下エネルギーが7 keVから7.5 keVにシフトする理由は何か？
• RQ2 相対論的ぼやけを伴う電離ディスク反射は、全バンド幅X線スペクトル、特にソフト過剰を説明できるか？
• RQ3 発光度プロファイルと電離状態が、観測されたスペクトル特徴をどのように形成しているか？
• RQ4 パワー則的連続スペクトルの変動と反射成分の変動は、どのように比較できるか？
• RQ5 観測されたスペクトル的挙動は、連続スペクトル源が降着円盤上に移動する光の屈曲モデルと整合的か？

主な発見

• AO2観測における約7.5 keVのスペクトル低下は、電離ディスク反射に起因する相対論的に広がった鉄Kα線の青方エッジとして最もよく説明される。
• 発光度プロファイルの変化（GTでは急勾配、AO2では平坦）により、重力赤方偏移が減少し、観測されるエッジエネルギーが高くなる。
• 観測間で反射成分のフラックスはほぼ一定であるが、パワー則的連続スペクトルは顕著に変化しており、光の屈曲モデルを支持する。
• エネルギー選択型光度曲線とフラックス-フラックスプロットから、パワー則的連続スペクトルは変動し、反射成分は安定していることが判明し、光の屈曲モデルの予測と一致する。
• ソフト過剰は、1 keV未満でピークを示し、ソフトバンドに強く寄与する電離ディスク反射成分によって良好に再現される。
• 明確な狭い鉄Kα線が検出されないのは、内側ディスクからの広がった相対論的シフト線が支配的であるためで、狭い成分は検出不能である。