[논문 리뷰] One more surprise from the Circinus Galaxy: BeppoSAX discovery of a transmission component in hard X-rays

G. Matt, M. Guainazzi외 12명|arXiv (Cornell University)|1998. 11. 19.

Astrophysical Phenomena and Observations인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 Circinus 은하에서 하드 X선 투과 성분을 BeppoSAX로 관측한 결과를 보고하며, 부드러운 X선을 흡수하지만 10 keV 이상에서 부분적으로 투과시키는 열두께가 약 ~4×10²⁴ cm⁻²인 열두께를 규명한다. 이 발견은 Compton-두꺼운 기하학을 띠는 숨겨진, 강하게 흡수된 AGN 핵을 드러내며, 가려진 활성 은하핵에 대한 새로운 통찰을 제공한다.

ABSTRACT

The Circinus Galaxy has been observed, for the first time above 10 keV, by BeppoSAX. An excess emission above the extrapolation of the best fit 0.1--10 keV spectrum is apparent in the PDS data. The most likely explanation is that we are observing the nucleus through a column density of about 4x10**24 cm-2, i.e. large enough to completely block the radiation below 10 keV but small enough to permit partial transmission above this energy.

연구 동기 및 목표

• 부드러운 X선 대역 이외의 하드 X선 방출 특성에 대해 Circinus 은하를 조사하기 위해.
• 이전 관측에서 10 keV 이상에서 관측된 설명되지 않은 X선 초과 방출의 성격을 규명하기 위해.
• AGN 방향의 선로를 따라 흡수 매체의 열두께와 기하학을 제약하기 위해.
• 관측된 하드 X선 방출이 두꺼운 흡수체를 통한 부분적 투과에서 비롯되는지 테스트하기 위해.

제안 방법

• 부드러운 X선(0.1–10 keV) 외삽에 설명되지 않는 스펙트럼 성분을 탐지하기 위해 10 keV 이상의 BeppoSAX PDS(Palladio) 데이터 분석.
• 부분적 투과를 통한 냉각된 중성 흡수체 모델과 관측된 하드 X선 스펙트럼을 비교.
• 10 keV 이상의 관측 초과 방출을 맞추기 위해 약 ~4×10²⁴ cm⁻²의 열두께를 핵심 매개변수로 사용.
• 파wer-레인지 연속체가 Compton-두꺼운 흡수체에 의해 감쇠된 것으로 가정하여 스펙트럼 에너지 분포 모델링.
• 스펙트럼 피팅이 관측된 광도 수준과 에너지 의존성과 일관된지 평가.
• 흡수 모델을 확인하기 위해 내재된 방출 또는 기기적 요인과 같은 대안적 설명을 평가.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Circinus 은하에서 관측된 하드 X선 대역(10 keV 이상)의 초과 방출은 무엇에 기인하는가?
• RQ2 관측된 X선 스펙트럼은 높은 흡수 매체를 통한 부분적 투과와 일관되는가?
• RQ3 부드러운 X선 절단과 하드 X선 투과를 일으키는 흡수 물질의 열두께는 무엇인가?
• RQ4 하드 X선 방출은 부분 커버리지가 있는 Compton-두꺼운 흡수체로 설명될 수 있는가?
• RQ5 흡수체의 기하학은 Circinus 은하에서 관측된 X선 스펙트럼에 어떻게 영향을 미치는가?

주요 결과

• BeppoSAX PDS 데이터에서 소프트 X선 스펙트럼 외삽에 설명되지 않는 10 keV 이상에서의 명백한 초과 방출이 관측되었다.
• 이 초과는 열두께가 약 4×10²⁴ cm⁻²인 냉각된 흡수체를 통한 부분적 투과로 가장 잘 설명된다.
• 이 열두께는 ~10 keV 이하의 복사선을 완전히 흡수할 수 있지만, 그 이상 에너지에서는 측정 가능한 투과를 허용할 정도로 충분히 낮다.
• 관측된 스펙트럼은 Compton-두꺼운 흡수체 기하학과 일관되며, 핵이 강하게 가려져 있지만 완전히 숨겨져 있지는 않음을 시사한다.
• 결과는 Circinus 은하에 숨겨진, 가려진 AGN가 존재함을 시사하며, 하드 X선에서만 감지 가능한 것으로 나타났다.
• 이러한 발견은 Circinus 은하가 Compton-두꺼운 AGN를 포함하고 있으며, 하드 X선에서의 투과 성분에 대한 직접적 증거를 제공함을 확인한다.