[논문 리뷰] Unveiling the nature of INTEGRAL objects through optical spectroscopy. VI. A multi-observatory identification campaign

N. Masetti, E. Mason외 19명|ArXiv.org|2008. 02. 07.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 65인용 수 89

한 줄 요약

이 연구는 남북반구의 여덟 대형 천체망원경과 고전적 천구 조사 자료를 활용한 광학 스펙트로스코피를 통해 이전에 알려지지 않았거나 잘 특성화되지 않은 39개의 INTEGRAL 경량 X선 소스를 규명하였다. 주요 발견은 이들 중 74%가 활성 은하핵(AGN)이며, 나머지는 X선 이진성, 초신성 폭발형 변수 및 기타 항성 천체로 구성되어 있음을 확인하였으며, 이는 경량 X선 소스를 규명하는 데 다중 파장 교차 상관과 스펙트로스코피의 효과성을 입증한다.

ABSTRACT

Using 8 telescopes in the northern and southern hemispheres, plus archival data from two on-line sky surveys, we performed a systematic optical spectroscopic study of 39 putative counterparts of unidentified or poorly studied INTEGRAL sources in order to determine or at least better assess their nature. This was implemented within the framework of our campaign to reveal the nature of newly-discovered and/or unidentified sources detected by INTEGRAL. Our results show that 29 of these objects are active galactic nuclei (13 of which are of Seyfert 1 type, 15 are Seyfert 2 galaxies and one is possibly a BL Lac object) with redshifts between 0.011 and 0.316, 7 are X-ray binaries (5 with high-mass companions and 2 with low-mass secondaries), one is a magnetic cataclysmic variable, one is a symbiotic star and one is possibly an active star. Thus, the large majority (74%) of the identifications in this sample belongs to the AGN class. When possible, the main physical parameters for these hard X-ray sources were also computed using the multiwavelength information available in the literature. These identifications further underscore the importance of INTEGRAL in studying the hard X-ray spectra of all classes of X-ray emitting objects, and the effectiveness of a strategy of multi-catalogue cross-correlation plus optical spectroscopy to securely pinpoint the actual nature of still unidentified hard X-ray sources.

연구 동기 및 목표

• IBIS 기구에 의해 탐지된 39개의 알려지지 않았거나 잘 연구되지 않은 INTEGRAL 경량 X선 소스의 본질을 규명하기 위해.
• 다중 파장 교차 상관과 고신호 대비 잡음 비율의 광학 스펙트로스코피를 융합하여 소스 식별의 모호성을 줄이기 위해.
• 특히 AGN과 X선 이진성의 비율을 포함한 다양한 소스 유형이 은하수 및 은하외 영역의 경량 X선 소스에 얼마나 퍼져 있는지 평가하기 위해.
• 특히 은하수 회피 영역과 은하수 평면에서 정밀한 연속 소스 위치가 없는 소스에 대해 안정적인 식별을 제공하기 위해.
• 후속 식별 작업을 지원하기 위해, 자료집 교차 상관을 수행한 후 스펙트로스코픽 후속 관측 전략의 타당성을 검증하기 위해.

제안 방법

• 남반구 및 북반구의 주요 관측소 8개를 활용하여 광학 스펙트로스코피를 수행하였으며, ESO, AAO, Apache Point 등이 포함된다.
• 2MASS 및 슬론 디지털 천구 조사 자료에서 확보한 기존 자료와 신규 스펙트로스코픽 자료를 융합하여 소스의 위치 정밀도 향상 및 분류 향상.
• INTEGRAL 소스 위치와 광학/근적외선 자료집 간의 다중 파장 교차 상관을 수행하여 잠재적 대응체를 규명.
• 에미션 선 진단(예: [O III] λ5007, Hα, Hβ)을 활용하여 AGN(세이프트 1형, 세이프트 2형, BL Lac 후보)을 분류.
• 에미션 선에서의 적색편이 측정을 통해 AGN 후보의 거리 및 빛의 강도를 추정.
• 발라머 에미션, He II λ4686, 질량 이동 증거 등의 광학 스펙트럼 특징을 기반으로 X선 이진성 후보 평가.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다른 파장에서 명백한 대응체가 없는 INTEGRAL 제3차 IBIS 조사에서 탐지된 39개의 경량 X선 소스의 진정한 본질은 무엇인가?
• RQ2 다중 관측소 광학 스펙트로스코피 캠페인이 이전에 분류되지 않은 INTEGRAL 소스의 물리적 유형 규명에 얼마나 효과적인가?
• RQ3 식별되지 않은 경량 X선 소스 중 활성 은하핵은 어느 정도 비율을 차지하며, 알려진 AGN 집단과 비교해 적색편이와 빛의 강도는 어떻게 다른가?
• RQ4 부드러운 X선 위치가 불확실하거나 확보되지 않은 경우, 광학 스펙트로스코피가 소스 연관성에 대한 모호성을 해결할 수 있는가?
• RQ5 특히 은하수 평면에서, 고도로 차단되거나-dust에 둘러싸인 소원은 경량 X선 소스 전체 집단에서 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 식별된 소스 중 74%인 29개(전체 39개 중)는 활성 은하핵(AGN)이며, 이 중 13개는 세이프트 1형 은하, 15개는 세이프트 2형 은하, 1개는 확률 높은 BL Lac 물체로 확인됨.
• 7개의 소스는 X선 이진성으로 확인되었으며, 이 중 5개는 고질량 X선 이진성(HMXB), 2개는 저질량 X선 이진성(LMXB)임.
• 1개의 소스는 자기적 폭발형 변수, 1개는 상호작용 별계, 1개는 활성 항성일 가능성이 있음.
• AGN의 적색편이 범위는 z = 0.011에서 z = 0.316까지 다양하여, 근접한 소스와 중간 거리 소스의 혼합을 나타냄.
• IGR J06292+4858, IGR J07437−5137, IGR J08023−6954, IGR J14561−3738의 4개 소스는 연속 소스 위치의 정밀도가 낮아 광학 대응체가 아직 확정되지 않은 상태임.
• 이 연구는 광학 스펙트로스코피와 다중 자료집 교차 상관의 융합이, 특히 은하수 평면과 같은 혼잡한 영역에서 경량 X선 소스 식별에 매우 효과적인 방법임을 확인함.