[논문 리뷰] Unveiling the nature of INTEGRAL objects through optical spectroscopy. VIII. Identification of 44 newly detected hard X-ray sources

N. Masetti, P. Parisi외 18명|arXiv (Cornell University)|2010. 06. 21.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 73인용 수 40

한 줄 요약

이 연구는 광학 스펙트로스코피와 다중 파장 교차 상관 분석을 통해 INTEGRAL 탐사에서 이전에 알려지지 않은 44개의 딱딱한 X선 소스를 특정하였다. 연구는 활성 은하핵(AGNs)이 이 집단을 지배하고 있음을 확인하였으며(44개 중 32개), 초신성 폭발형 변량성, 고질량 및 저질량 X선 이중성, LINER 유형의 AGNs도 추가로 탐지하였다. 이는 딱딱한 X선 미해결 소스의 성격을 규명하는 데 있어 광학 스펙트로스코피의 효과성을 보여준다.

ABSTRACT

(abridged) Hard X-ray surveys performed by the INTEGRAL satellite have discovered a conspicuous fraction (up to 30%) of unidentified objects among the detected sources. Here we continue our identification program by selecting probable optical candidates using positional cross-correlation with soft X-ray, radio, and/or optical archives, and performing optical spectroscopy on them. As a result, we identified or more accurately characterized 44 counterparts of INTEGRAL sources: 32 active galactic nuclei, with redshift 0.019 < z < 0.6058, 6 cataclysmic variables (CVs), 5 high-mass X-ray binaries (2 of which in the Small Magellanic Cloud), and 1 low-mass X-ray binary. This was achieved by using 7 telescopes of various sizes and archival data from two online spectroscopic surveys. The main physical parameters of these hard X-ray sources were also determined using the available multiwavelength information. AGNs are the most abundant population among hard X-ray objects, and our results confirm this tendency when optical spectroscopy is used as an identification tool. The deeper sensitivity of recent INTEGRAL surveys enables one to begin detecting hard X-ray emission above 20 keV from sources such as LINER-type AGNs and non-magnetic CVs.

연구 동기 및 목표

• INTEGRAL 위성에 의해 탐지된 이전에 알려지지 않은 딱딱한 X선 소스의 성격을 규명하는 것.
• 이들이 광학 대응체와 연결됨으로써 딱딱한 X선 천구의 분류되지 않은 소스 비율을 줄이는 것.
• 다중 파장 데이터와 스펙트로스코피를 활용하여 딱딱한 X선 방출 천체의 물리적 성질을 특성화하는 것.
• 광학 스펙트로스코피와 부드러운 X선 및 전파 카탈로그 간의 교차 상관 분석이 소스 식별에 얼마나 효과적인지 평가하는 것.
• 희미하고 먼 딱딱한 X선 방출체의 성격을 규명하여 고에너지 천구에 대한 깊이 있는 이해를 가능하게 하는 것.

제안 방법

• 부드러운 X선, 전파 및 광학 아카이브와의 위치 교차 상관을 통해 선별된 후보 대응체에 대한 광학 스펙트로스코피를 수행하는 것.
• 여러 대륙에 걸쳐 있는 다양한 크기의 7개 지상 천체망원경을 활용하여 스펙트로스코피 후속 관측을 수행하는 것.
• INTEGRAL 탐지 결과를 기존의 스펙트로스코피 조사 아카이브(예: SDSS, VVV)와 교차 비교하여 적색편이와 발광선 특징을 확인하는 것.
• Chandra, XMM-Newton, Swift, 2MASS, NED, SIMBAD, HyperLeda의 데이터를 활용하여 다중 파장 분석을 수행하고 소스 분류를 정밀화하는 것.
• Chandra와 XMM-Newton에서 제공하는 초초당 크기의 부드러운 X선 오차 상자(오차 상자)를 활용하여 가능할 경우 연관성을 확인하는 것.
• 발광선 프로파일(넓은 선 대 좁은 선), 적색편이, X선 성질을 기반으로 소스를 AGN, CV, 또는 XRB 성격으로 분류하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 INTEGRAL에 의해 탐지된 이전에 알려지지 않은 딱딱한 X선 소스 중 지배적인 천체물리학적 유형은 무엇인가?
• RQ2 광학 스펙트로스코피와 다중 파장 교차 상관 분석을 조합하여 딱딱한 X선 소스의 대응체를 식별하는 데 얼마나 효과적인가?
• RQ3 깊은 INTEGRAL 딱딱한 X선 탐사에서 AGN 이외의 고에너지 방출 천체는 어떤 유형이 탐지될 수 있는가?
• RQ4 희미하거나 저광도의 딱딱한 X선 방출체, 예를 들어 LINER과 비자기적 CV는 이 방법으로 식별될 수 있는가?
• RQ5 현재의 부드러운 X선 정위치 능력(예: Chandra)은 광학 대응체 연관성에 대한 모호함을 어느 정도 해소할 수 있는가?

주요 결과

• 총 44개의 새로운 딱딱한 X선 소스가 특정되었으며, 이 중 32개는 활성 은하핵(AGNs)으로 분류되었으며, 이는 18개의 세이퍼트 1 은하, 13개의 세이퍼트 2 은하, 2개의 LINER, 1개의 X선이 밝고 광학적으로 정상적인 은하(XBONG), 1개의 1형 QSO를 포함한다.
• 6개의 초신성 폭발형 변량성(CVs)이 특정되었으며, 그 중 하나는 비자기일 가능성이 높아, 이 방법의 이러한 천체에 대한 민감도를 입증한다.
• 5개의 고질량 X선 이중성(HMXBs)이 확인되었으며, 이 중 두 개는 소마그ellan운성운에, 두 개는 은하계의 베타 스펙트럼형 X선 이중성으로 확인되었고, 한 개는 초거대 B[e]/X선 이중성일 가능성도 있다.
• 저질량 X선 이중성(LMXB) 1개가 특정되었으며, 이는 딱딱한 X선 천구에 이러한 천체 시스템이 존재함을 확인한다.
• 이 조사에서는 LINER 유형의 AGNs와 비자기적 CVs에서 20 keV 이상의 딱딱한 X선 방출이 탐지되었으며, 이는 최근 INTEGRAL 탐사의 더 깊은 감도를 반영한다.
• 광학 스펙트로스코피와 부드러운 X선 정위치를 조합한 방법은 매우 효과적이었으며, 2004년 이후 이 프로그램에서 확보한 177개의 스펙트로스코피 식별 중 148개가 이 방법으로 이루어졌다.