[논문 리뷰] BeppoSAX observations of Narrow-Line Seyfert 1 galaxies:I. Ton S 180

A. Comastri, F. Fiore외 11명|arXiv (Cornell University)|1997. 12. 15.

Astrophysical Phenomena and Observations인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 처음으로 베포사크스X선 스펙트럼을 통해 좁은선 세이퍼트 1은하계 톤 S 180의 경향을 보여주며, 경사진 스펙트럼과 약 6.7keV에서 관측된 넓은 철 Kα선을 확인하였다. 이는 고도로 이온화된 철을 나타내며, 기울기 있는 파wr-로우 스펙트럼 기울기와 이온화된 선은 좁은선 세이퍼트 1 은하계의 핵심 특성으로 고속의 질량 축적률이 존재한다는 가설을 지지한다.

ABSTRACT

We report on the first spectrum up to 10 keV of the bright narrow-line Seyfert 1 galaxy Ton S 180, obtained with the imaging instruments onboard BeppoSAX. This is the first observed source in a sample of a dozen narrow-line Seyfert 1 galaxies in the BeppoSAX Core Program. We also present and discuss a high quality optical spectrum taken at the 1.5 m telescope at La Silla two months before the BeppoSAX observation. The X-ray spectrum shows a clear hardening above about 2 keV, where a power law with Gamma = 2.3 plus an iron line provide a good description of the data. This slope is significantly steeper than the typical one for classical Seyfert 1's and quasars. The best fit line energy is suggestive of highly ionized iron, which would support the idea that the high accretion rate is (one of) the fundamental parameter(s) characterizing the Narrow Line Seyfert 1 phenomenon.

연구 동기 및 목표

• 베포사크스를 사용하여 10keV까지의 높은 에너지 X선 스펙트럼을 처음으로 확보하기 위해.
• 더 큰 베포사크스 코어 프로그램 샘플의 일환으로 빛나는 좁은선 세이퍼트 1 은하계의 X선 스펙트럼 특성을 조사하기 위해.
• 클래식한 세이퍼트 1 은하계와 퀘이사와 비교하여 톤 S 180의 X선 특성이 유의미하게 다를지 판단하기 위해.
• 관측된 X선 특징이 좁은선 세이퍼트 1 은하계의 질량 축적 물리학에 미치는 영향을 탐색하기 위해.
• X선 관측 이전에 확보한 고해상도 옵티컬 데이터와 X선 스펙트럼 특징을 연관시키기 위해.

제안 방법

• 베포사크스 이미징 장치를 사용하여 10keV까지의 고신호대비노이즈 X선 스펙트럼을 확보하였다.
• 연속 스펙트럼과 철 Kα 특징을 기술하기 위해 파워-로우 모델(Γ)과 가우시안 발광선을 사용하여 스펙트럼을 피팅하였다.
• 철 Kα선의 에너지와 너비를 분석하여, 질량 축적원의 이온화 상태와 기원을 추론하였다.
• La Silla의 1.5m 망원경을 사용하여 2개월 전에 확보한 고품질 옵티컬 스펙트럼과 X선 스펙트럼 결과를 비교하였다.
• 통계적 피팅 기법과 오차 분석을 사용하여 스펙트럼 특징의 유의미성을 평가하였다.
• 활성 은하핵의 질량 축적률 모델에 대한 관측된 스펙트럼 기울기와 선 에너지의 함의를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 2keV 이상에서 톤 S 180의 X선 스펙트럼 형태는 어떻게 되며, 클래식한 세이퍼트 1 은하계와 비교해 볼 때 어떻게 다를까?
• RQ2 톤 S 180의 X선 스펙트럼은 디스크-라인 기원을 시사하는 상대론적으로 넓은 철 Kα선을 보여주는가?
• RQ3 관측된 철 선 에너지가 고도로 이온화된 철과 일치하는가? 이는 고속 질량 축적률 환경을 시사하는가?
• RQ4 톤 S 180의 X선 스펙트럼 특성은 그의 옵티컬 스펙트럼과 알려진 AGN 특성과 어떻게 연관되는가?
• RQ5 이론 모델이 예측한 바와 같이, 기울기 있는 X선 광자 지수(Γ ≈ 2.3)는 고속 질량 축적률에 의해 설명될 수 있는가?

주요 결과

• 톤 S 180의 X선 스펙트럼은 광자 지수 Γ = 2.3인 파워-로우 모델로 가장 잘 기술되며, 클래식한 세이퍼트 1 은하계와 퀘이사에서 관측된 일반적인 값인 약 1.8–2.0보다 유의미하게 기울어져 있다.
• 약 6.7keV에서 넓은 철 Kα 발광선이 관측되었으며, 이는 고도로 이온화된 철(Fe XXV 또는 Fe XXVI)에서 기인한 것으로 일치한다.
• 고도로 이온화된 철 선의 존재는 좁은선 세이퍼트 1 은하계를 특징짓는 핵심 물리적 매개변수로 고속 질량 축적률이 존재한다는 가설을 지지한다.
• X선 스펙트럼 형태와 선 파arameters는 차가운 또는 약하게 이온화된 물질에서의 표준 반사 모델과 일치하지 않으며, 고도로 이온화된 환경을 시사한다.
• X선 관측 이전 2개월 전에 확보한 옵티컬 스펙트럼은 톤 S 180의 좁은선 성질을 확인하며, 좁은선 세이퍼트 1 은하계로의 분류를 지지한다.
• 기울어진 X선 스펙트럼과 고이온화 철 선의 조합은 고속 질량 축적률이 좁은선 세이퍼트 1 은하계의 스펙트럼 특성과 관련이 있다는 강력한 관측적 증거를 제공한다.