[논문 리뷰] The XMM-Newton Serendipitous Survey. II. First results from the AXIS high galactic latitude medium sensitivity survey

X. Barcons, FJ Carrera외 26명|Bristol Research (University of Bristol)|2001. 10. 11.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 37인용 수 46

한 줄 요약

이 논문은 AXI스 고은도 위성 중간 감도 XMM-Newton 설문조사의 첫 번째 결과를 제시하며, 0.5–4.5 keV 대역에서 2×10⁻¹⁴ erg cm⁻² s⁻¹의 광도 한계까지 29개의 X선 소스 중 27개(93%)를 식별한다. 주요 발견은 식별된 활성 은하핵(AGN)의 10%가 넓은 흡수선을 가진 퀘이사(BAL QSOs)라는 것으로, 이는 그들의 X선 스펙트럼이 강한 광전자 흡수를 보이지 않음에도 불구하고, 이는 비정상적으로 낮은 본질적 흡수 열두(10²² cm⁻² 미만)를 암시한다.

ABSTRACT

We present the first results on the identifications of a medium sensitivity survey (X-ray flux limit 2E-14 erg/cm2/s in the 0.5-4.5 keV band) at high galactic latitude (|b|>20 deg) carried out with the XMM-Newton X-ray observatory within the AXIS observing programme. This study is being conducted as part of the XMM-Newton Survey Science Centre activities towards the identification of the sources in the X-ray serendipitous sky survey. The sample contains 29 X-ray sources in a solid angle of 0.26deg2 (source density 113 +/- 21 sources/deg2), out of which 27 (93%) have been identified. The majority of the sources are broad-line AGN (19), followed by narrow emission line X-ray emitting galaxies (6, all of which turn out to be AGN), 1 nearby non-emission line galaxy (NGC 4291) and 1 active coronal star. Among the identified sources we find 2 broad-absorption line QSOs (z~1.8 and z~1.9), which constitute ~10% of the AGN population at this flux level, similar to optically selected samples. Identifications of a further 10 X-ray sources fainter than our survey limit are also presented.

연구 동기 및 목표

• XMM-Newton의 우연적 관측을 이용한 중간 감도, 고은도 위성 설문조사에서 X선 소스를 식별하고 특성화하기 위해.
• 0.5–4.5 keV 대역에서 광도 한정 표본에서 X선 소스의 성격과 적색편이 분포를 규명하기 위해.
• 넓은 흡수선을 가진 퀘이사(BAL QSOs)의 X선 성질을 조사하고, 광학적으로 선별된 표본과 비교하기 위해.
• 낮은 감도이지만 깊은 설문조사에서 높은 소스 밀도를 가진 상황에서 X선 소스 식별의 완전성과 신뢰성 평가하기 위해.

제안 방법

• |b| > 20°인 영역을 대상으로 XMM-Newton EPIC 기구를 사용한 중간 감도 X선 설문조사를 수행하였다.
• 0.5–4.5 keV 대역에서 2×10⁻¹⁴ erg cm⁻² s⁻¹의 광도 한계를 가진 두 개의 XMM-Newton 관측(G133-69 Pos_2 및 Mkn 205)을 선택하였다.
• 4미터 천체망원경을 사용한 지상 기반 광학 후속 관측(로케 데 로스 무차chos 옵저버바토리: INT, NOT, TNG, WHT)을 통해 분광학적 및 광도학적 식별을 수행하였다.
• 경도비율(HR₁)을 사용하여 본질적 X선 흡수를 평가하였으며, 관측된 스펙트럼을 등급-법 모델과 비교하였다.
• 광도학적 적색편이 기법과 분광학적 적색편이를 적용하여 소스의 적색편이를 결정하고 AGN 유형을 분류하였다.
• X선 스펙트럼 분석을 통해 흡수 열두 밀도를 제약하고 광전자 흡수 특징의 존재 여부를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 중간 감도 X선 설문조사에서 고은도 위성에서 주로 어떤 소스 집단이 지배하고 있는가?
• RQ2 이 설문조사에서 넓은 흡수선을 가진 퀘이사(BAL QSOs)의 X선 성질은 광학적으로 선별된 표본과 어떻게 비교되는가?
• RQ3 이 광도 한정 표본에서 BAL QSOs는 이론 모델이 예측하는 바와 같이 상당한 본질적 X선 흡수를 보이는가?
• RQ4 이 X선 선별 표본에서 BAL QSOs의 비율은 얼마이며, 광학 설문조사와 비교해 볼 때 어떻게 다른가?
• RQ5 이전 ROSAT 설문조사에서는 유사한 깊이에도 불구하고 왜 BAL QSOs가 거의 발견되지 않았는가?

주요 결과

• 0.26 deg² 영역에서 총 29개의 X선 소스가 검출되었으며, 이는 113 ± 21 개/deg⁻²의 소스 밀도에 해당하여 섬유 분광학에 적합하다.
• 29개 소스 중 27개(93%)가 성공적으로 식별되었으며, 이 중 25개(86%)는 활성 은하핵(AGN)이었다.
• AGN 중에서 19개는 넓은 선을 가진 AGN(BLAGN), 6개는 좁은 선을 가진 AGN, 1개는 발광선이 없는 은하(NGC 4291), 1개는 활성 코로나 별이었다.
• 적색편이 z ≈ 1.8과 z ≈ 1.9에 위치한 두 개의 넓은 흡수선을 가진 퀘이사(BAL QSOs)가 식별되었으며, 이는 AGN 집단의 10%를 차지하며, 광학 설문조사와 일치한다.
• BAL QSOs의 X선 스펙트럼은 유의미한 광전자 흡수를 보이지 않으며, 유추된 본질적 흡수 열두는 10²² cm⁻² 미만으로, 이러한 물체에 비해 매우 낮은 열두 밀도를 나타낸다.
• 경도비율(HR₁ ≈ -0.79 및 -0.62)은 정상적인 등급-법 스펙트럼과 일치하며, 이는 흡수 특징이 고적색편이다 보다는 0.5–4.5 keV 대역 이하일 가능성이 높다는 것을 암시한다.