[논문 리뷰] Several New Active Galactic Nuclei Among X-ray Sources Detected by INTEGRAL and SWIFT Observatories

R. Burenin, A. Mescheryakov외 5명|arXiv (Cornell University)|2008. 02. 13.

Astrophysics and Cosmic Phenomena참고 문헌 3인용 수 13

한 줄 요약

이 연구는 INTEGRAL과 SWIFT가 탐지한 딱딱한 X선 소스에서 RTT150 망원경를 사용한 광학 스펙트로스코피를 통해 아홉 개의 새로운 활성 은하핵(AGN)을 특정하였다. 주요 발견은 약 20퍼센트의 AGN이 딱딱한 X선 복사능에 비해 예상보다 훨씬 낮은 [OIII] λ5007 복사능을 보이며, 이는 주로 편면으로 보이는 나선파악성에서의 가림으로 인한 것으로, [OIII] 기반 AGN 선별 함수의 유효성을 도전한다.

ABSTRACT

We present the results of the optical identifications of a set of X-ray sources from the all-sky surveys of INTEGRAL and SWIFT observatories. Optical data were obtained with Russian-Turkish 1.5-m Telescope (RTT150). Nine X-ray sources were identified as active galactic nuclei (AGNs). Two of them are hosted by nearby, nearly exactly edge-on, spiral galaxies MCG -01-05-047 and NGC 973. One source, IGR J16562-3301, is most probably BL Lac object (blazar). Other AGNs are observed as stellar-like nuclei of spiral galaxies, with broad emission lines in their spectra. For the majority of our hard X-ray selected AGNs, their hard X-ray luminosities are well-correlated with the luminosities in [OIII],5007 optical emission line. However, the luminosities of some AGNs deviate from this correlation. The fraction of these objects can be as high as 20%. In particular, the flux in [OIII] line turns to be lower in two nearby edge-on spiral galaxies, which can be explained by the extinction in their galactic disks.

연구 동기 및 목표

• INTEGRAL 및 SWIFT 전체천구 조사에서 연관되지 않은 딱딱한 X선 소스의 광학적 대응체를 특정하기 위해.
• 이 X선 소스의 성격을 규명하며, 특히 활성 은하핵(AGN)에 중점을 두기 위해.
• AGN에서 딱딱한 X선 복사능과 [OIII] λ5007 복사선 복사능 간의 상관관계를 조사하기 위해.
• 편면 나선파악성에서 AGN를 수반하는 디스크의 먼지 가림이 [OIII] 선 밝기 영향을 미치는 정도를 평가하기 위해.
• [OIII] 복사선 기반 선별과 딱딱한 X선 탐지 간의 AGN 선별 함수의 완전성과 신뢰성 평가하기 위해.

제안 방법

• 1.5미터 러시아-터키 천체망원경(RTT150)를 사용한 광학 스펙트로스코피를 수행하였으며, TFOSC 장치를 사용하여 54 µm 슬릿과 그라즘 #15를 적용해 3500–9000 Å 범위의 스펙트럼을 약 12 Å 해상도로 촬영하였다.
• ROSAT, 채드勒, XMM-뉴턴, 그리고 스위프트 XRT의 기록 자료를 활용해 X선 소스의 위치를 정밀화하여 국소화 불확실성을 감소시켰다.
• 광학 스펙트럼의 복사선에서 적색이동을 측정하였으며, 알려진 소스의 경우 NED 자료로 확인하였다.
• 딱딱한 X선 복사능(17–60 keV)과 [OIII] λ5007 복사선 복사능을 계산하고 상관관계 경향을 평가하기 위해 비교하였다.
• 편면 나선파악성의 기하학적 구조와 추정된 디스크 두께를 바탕으로 가림 효과를 모델링하였다.
• 통계적 분석을 수행하여 딱딱한 X선 복사능 대비 [OIII] 복사능 상관관계에서 벗어나는 AGN 비율을 추정하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 INTEGRAL 및 SWIFT가 탐지한 연관되지 않은 딱딱한 X선 소스의 성격은 무엇인가요?
• RQ2 딱딱한 X선 조사 기반으로 선별된 AGN에서 [OIII] λ5007 복사선 복사능과 딱딱한 X선 복사능 간의 상관관계는 어떻게 되나요?
• RQ3 왜 일부 AGN은 L_X–L_[OIII] 상관관계에 비해 예상보다 훨씬 낮은 [OIII] 선 밝기를 보이나요?
• RQ4 편면 나선파악성의 디스크에서 먼지 가림이 AGN의 [OIII] 복사능에 어느 정도 억제 효과를 미치나요?
• RQ5 어느 정도의 딱딱한 X선로 선별된 AGN이 가림 또는 기타 가림 효과로 인해 [OIII] 기반 선별 함수에서 빠지게 되나요?

주요 결과

• 연관되지 않은 딱딱한 X선 소스 중 아홉 개의 새로운 AGN이 특정되었으며, 이 중 두 개는 근접한 편면 나선파악성인 MCG −01−05−047과 NGC 973에 위치해 있다.
• IGR J16562−3301은 블라르(블라자르)일 가능성이 가장 높으며, 독립적으로 확인된 적색이동 z = 2.40을 가진다.
• 다른 대부분의 딱딱한 X선로 선별된 AGN에서 딱딱한 X선 복사능(17–60 keV)과 [OIII] λ5007 복사능 간에 강한 상관관계를 관찰하였으며, log(L_X / L_[OIII]) ≈ 2.1의 값을 보였다.
• 연구된 AGN의 약 20퍼센트가 이 상관관계에서 상당한 이탈을 보이며, 예상보다 낮은 [OIII] 선 밝기를 보였다.
• MCG −01−05−047과 NGC 973에서의 [OIII] 복사능 억제는 편면 은하의 디스크에서 먼지 가림으로 인한 것으로 추정되며, 이 가림 영역의 크기는 ≤1 kpc 이하로 추정된다.
• 이 연구는 [OIII] 기반 AGN 선별 함수가 딱딱한 X선로 탐지된 AGN의 약 20퍼센트를 놓칠 수 있으며, 특히 편면 시스템에서 그러한 경향이 뚜렷하다고 제안하며, 이는 광학 대역에서 추정되는 AGN 복사능 함수에 왜곡을 초래할 수 있다.