[논문 리뷰] An X-ray view of absorbed INTEGRAL AGN

Alessandra De Rosa, Bassani, L.외 5명|2008. 01. 30.

Nuclear Physics and Applications인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 INTEGRAL, XMM-Newton, Chandra 및 ASCA 데이터를 사용하여 7개의 흡수된 Seyfert 2 AGN에 대해 광역 X선 분석(0.2–200 keV)을 수행하여 연속체 성분과 흡수/반사 성질을 조사한다. 모든 소스에서 고에너지 절단이 관측되었고, 다섯 곳에서 Compton 반사 성분이 확인되었으며, 대부분의 소스에서 소프트 초과가 관측되었다. 이는 표준 토루스 모델에 도전하며, 덩어리진 또는 기하학적으로 얇은 차단 매체를 시사한다.

ABSTRACT

Aims. We present a 0.2--200 keV broad-band study of absorbed AGN observed with INTEGRAL, XMM-Newton, Chandra and ASCA to investigate the continuum shape and the absorbing/reflecting medium properties. Methods. The sources are selected in the INTEGRAL AGN sample to have a 20--100 keV flux below 8$ imes10^{-11}$ $\flux$ (5 mCrab), and are characterized by a 2--10 keV flux in the range (0.8--10)$ imes10^{-11}$ $\flux$. The good statistics allow us a detailed study of the intrinsic and reflected continuum components. In particular, the analysis performed on the combined broad-band spectra allow us to investigate the presence of Compton reflection features and high energy cut-off in these objects. Results. The column density of the absorbing gas establishes the Compton thin nature for three sources in which a measure of the absorption was still missing. The Compton thin nature of all the sources in this small sample is also confirmed by the diagnostic ratios F$x/F[OIII]. The Compton reflection components we measure, reflection continuum and iron line, are not immediately compatible with a scenario in which the absorbing and reflecting media are one and the same, i.e. the obscuring torus. A possible solution is that the absorption is more effective than reflection, e.g. under the hypothesis that the absorbing/reflecting medium is not uniform, like a clumpy torus, or that the source is observed through a torus with a very shallow opening angle. The high energy cut-off (a lower limit in two cases) is found in all sources of our sample and the range of values is in good agreement with that found in type 1 Seyfert galaxies. At lower energies there is clear evidence of a soft component (reproduced with a thermal and/or scattering model), in six objects.

연구 동기 및 목표

• INTEGRAL가 10 keV 이상에서 탐지한 흡수된 AGN의 본질적 연속체 형태와 흡수/재처리 성질을 조사하기 위해.
• 이 소스들에서 관측된 X선 방출이 단일이고 균일한 차단 토루스와 일치하는지 확인하기 위해.
• Compton-희박한 AGN 샘플에서 고에너지 절단 및 반사 성분(Compton 봉우리 및 철 Kα 선)을 측정하기 위해.
• 2–3 keV 이하에서 관측된 소프트 X선 초과의 존재 및 성격을 평가하고, 방출 모델에 대한 함의를 분석하기 위해.
• ESO 103-G35에서 동시 Beppo-SAX 데이터를 활용하여 분석 방법의 타당성을 검증하기 위해.

제안 방법

• INTEGRAL(20–100 keV), XMM-Newton, Chandra 및 ASCA(0.2–200 keV) 데이터를 통합하여 에너지 범위 3개 디아드를 커버하는 광역 스펙트럼 피팅을 수행하였다.
• 고에너지 절단이 있는 파wr-법칙 연속체, Compton 반사(철 Kα 선 포함), 소프트 초과 성분을 포함하는 물리적 모델을 사용하였다.
• 냉각 흡수를 고려하기 위해 열전도도 N_H를 사용한 광전 흡수 모델을 적용하였으며, Compton-두꺼움 대 Compton-희박한 상태를 테스트하였다.
• 독립적으로 소스의 Compton-희박성 여부를 평가하기 위해 F_x / F[OIII]λ5007 등의 진단 비율을 적용하였다.
• 반사 분율 R과 절단 에너지 E_c를 제약 조건으로 설정하고, 파rameter 간의 비의존성 여부를 테스트하였다.
• ESO 103-G35에서 동시 Beppo-SAX 데이터를 활용하여 분석 파이프라인의 일관성 검증을 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 흡수된 INTEGRAL AGN에서 X선 연속체의 본질적 형태, 특히 고에너지 절단에 대해 어떻게 되어 있는가?
• RQ2 관측된 반사 성분(Compton 봉우리 및 철 Kα 선)은 단일이고 균일한 차단 토루스와 일치하는가?
• RQ3 большин의 소스에서 관측된 2–3 keV 이하의 소프트 X선 초과는 어떤 성격과 기원을 가지는가?
• RQ4 측정된 반사 및 흡수 파rameter 간의 상관관계는 차단 매체의 기하학적 구조에 대해 어떤 함의를 갖는가?
• RQ5 F_x / F[OIII]와 같은 진단 비율을 사용하여 소스의 Compton-희박성 여부가 독립적으로 확인되는가?

주요 결과

• 평균 흡수 열전도도는 ĀN_H = (10.6 ± 0.2) × 10²² cm⁻²로, 모든 소스가 Compton-희박함을 확인하였으며, 이는 이전에 측정되지 않은 세 개의 소스를 포함한다.
• 모든 소스에서 고에너지 절단이 관측되었으며, 300 keV 이하의 상한선이 존재하여, 타입 1 세이퍼트 은하에서 관측된 값과 일치한다.
• 다섯 소스에서 Compton 반사 성분(봉우리 및 철 Kα 선)이 검출되었고, 두 소스에 대해서는 상한선이 확보되어 반사가 모든 경우에 지배적이지 않음을 시사한다.
• 반사 분율 R과 철 선 등가광도가, 관측된 흡수를 만드는 동일한 기체에서 발생하는 반사로는 설명할 수 없을 정도로 높아, 표준 토루스 모델에 도전한다.
• 일곱 소스 중 여섯 곳에서 소프트 초과가 검출되었으며, 열흑체(kT = 0.2–0.9 keV) 또는 산란된 파워-법칙으로 가장 잘 설명된다. IGR J12026-5349는 이례적으로 높은 소프트 초과(kT = 1.7 keV 또는 A_IC/A_soft = 0.12)를 보였다.
• IGR J07565-4139는 유일하게 소프트 초과가 없는 소스이지만, 약 2.5 keV에서 좁은 방출선을 보이며, 다른 국소적 방출 메커니즘이 존재할 가능성을 시사한다.