[논문 리뷰] ASCA Observations of "Type 2" LINERs: Evidence for a Stellar Source of Ionization

Yuichi Terashima, Luis C. Ho외 5명|ArXiv.org|1999. 11. 17.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 69인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 '유형 2' LINERs 다섯 곳(NCG 404, 4111, 4192, 4457, 4569)의 ASCA X선 관측을 통해 그들의 광학적 복사선의 이온화 원인을 조사한다. 저자들은 은폐된 AGN에 대한 강력한 증거를 발견하지 못했으며, 대신 항성 기원을 지지한다: 항성 형성과 관련된 뜨거운 기체에서 발생하는 연한 X선 복사와 이산적인 소스에서 오는 딱딱한 X선 복사가 관측되는데, 이는 이들 은하의 광학선을 이온화하는 데 주로 거대하고 뜨거운 항성이 기여할 가능성이 높음을 시사한다.

ABSTRACT

We present ASCA observations of LINERs without broad H$α$ emission in their optical spectra. The sample of "type 2" LINERs consists of NGC 404, 4111, 4192, 4457, and 4569. We have detected X-ray emission from all the objects except for NGC 404; among the detected objects are two so-called transition objects (NGC 4192 and NGC 4569), which have been postulated to be composite nuclei having both an HII region and a LINER component. The images of NGC 4111 and NGC 4569 in the soft (0.5-2 keV) and hard (2-7 keV) X-ray bands are extended on scales of several kpc. The X-ray spectra of NGC 4111, NGC 4457 and NGC 4569 are well fitted by a two-component model that consists of soft thermal emission with $kT\sim0.65$ keV and a hard component represented by a power law (photon index $\sim$ 2) or by thermal bremsstrahlung emission ($kT\sim$ several keV). The extended hard X-rays probably come from discrete sources, while the soft emission most likely originates from hot gas produced by active star formation in the host galaxy. We have found no clear evidence for the presence of active galactic nuclei (AGNs) in the sample. If an AGN component is the primary ionization source of the optical emission lines, then it must be heavily obscured with a column density significantly larger than $10^{23}$ cm$^{-2}$. Alternatively, the optical emission could be ionized by a population of exceptionally hot stars.

연구 동기 및 목표

• 폭넓은 Hα 선이 없는 '유형 2' LINERs의 이온화 기원을 규명하기 위해, 은폐된 AGN을 내재하고 있을 가능성이 있는지 조사한다.
• 이들의 광학 스펙트럼 특성에 기반해 활성 은하핵(AGN)이 이 시스템에서 주요 이온화 원인인지 테스트한다.
• 항성 형성과 뜨거운 항성 집단이 LINER 복사선의 이온화에 기여하는 정도를 평가한다.
• X선 형태와 스펙트럼을 분석하여 AGN와 항성 기여 요소를 구분한다.

제안 방법

• 연한(0.5–2 keV) 및 딱딱한(2–7 keV) 밴드에서 X선 복사에 중점을 두고 다섯 개의 '유형 2' LINERs에 대한 깊은 ASCA 관측을 수행하였다.
• 공간적 확장을 평가하기 위해 X선 이미지를 분석하였으며, NGC 4111와 NGC 4569에서 연한 및 딱딱한 X선 복사가 확장되어 있음을 확인하였다.
• X선 스펙트럼을 이중 성분 모델로 피팅하였는데, 연한 열성분(kT ≈ 0.65 keV)과 딱딱한 성분(에너지 지수 ≈ 2인 파wer 레인지 또는 kT ≈ 몇 keV인 열성 브레멘스트라할루션)으로 구성되었다.
• 은폐된 AGN 가능성 평가를 위해 열역학적 밀도 제약 조건을 사용하였으며, AGN가 은폐되기 위해선 최소 >10^23 cm⁻²의 열역학적 밀도가 필요하다고 설정하였다.
• 관측된 X선 특성과 광학선 비율을 비교하여 이온화 메커니즘을 추론하였다.
• 전이 유형의 천체(NGC 4192와 NGC 4569)에 대해 HII 영역과 LINER 성분을 모두 포함하는 복합 핵이 존재하는지 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 유형 2 LINERs의 광학 복사선 이온화 원인은 은폐된 AGN인지, 항성 과정인지?
• RQ2 이들 LINERs에서 X선 복사의 특성, 특히 연한 및 딱딱한 X선 성분은 무엇인가?
• RQ3 관측된 X선 스펙트럼과 형태는 AGN가 아닌 항성 형성과 뜨거운 항성 집단에 의해 설명될 수 있는가?
• RQ4 X선 데이터에 기반해 이 시스템에서 AGN를 은폐하기 위해 필요한 최소 은폐 열역학적 밀도는 얼마인가?
• RQ5 이전에 제안된 바와 같이, 전이 유형의 천체인 NGC 4192와 NGC 4569는 HII 영역과 LINER 성분을 모두 포함하는가?

주요 결과

• NGC 404를 제외한 모든 LINERs에서 X선 복사를 관측하였으며, NGC 4111와 NGC 4569에서는 연한 및 딱딱한 X선 복사가 확장되어 있었다.
• NGC 4111, NGC 4457, NGC 4569의 X선 스펙트럼은 이중 성분 모델로 가장 잘 맞추어졌으며, 연한 열성분(kT ≈ 0.65 keV)과 딱딱한 성분(에너지 지수 ≈ 2 또는 kT ≈ 몇 keV)으로 구성되었다.
• 연한 X선 복사는 활성 항성 형성에 의해 생성된 뜨거운 기체에서 기인하며, 딱딱한 X선 복사는 X선 이진성과 같은 이산적인 소스에서 기인할 가능성이 높다.
• 명백한 AGN 증거는 발견되지 않았으며, 잠재적 AGN가 존재한다면 은폐되기 위해선 최소 >10^23 cm⁻²의 열역학적 밀도가 필요하다.
• 광학 복사선의 이온화가 은폐된 AGN보다는 거대하고 뜨거운 항성 집단에 의해 더 타당하게 설명될 수 있다.
• 결과적으로 이중 유형의 LINERs에서 이온화의 기원은 항성 기원을 지지하며, 이러한 시스템에 대해 전통적인 AGN 지배 모델에 도전한다.