[논문 리뷰] On the nature of X-ray Bright Optically Normal galaxies

A. Comastri, M. Brusa외 11명|arXiv (Cornell University)|2002. 03. 03.

Astrophysical Phenomena and Observations인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 강한 X선 방사선을 방출하지만 감지 가능한 광학 AGN 신호가 없는 초기형은하의 일종인 X선 밝은 광학적으로 정상적인 은하(XBONGs)를 조사한다. 케일러와 XMM-뉴턴의 다중 파장 데이터를 사용하여, 저자들은 이러한 은하들이 무거운 음영화(가능히 콘프턴 두께)된 활성 은하핵을 포함하고 있을 가능성이 있으며, X선 방사선이 산산조각난 또는 재처리된 복사에 의해 지배된다는 것을 발견하였다. 이는 기존의 AGN 인구 모델에 도전하며, 딱딱한 X선 배경에 대한 중요한 기여 가능성을 시사한다.

ABSTRACT

Multiwavelength observations of the hard X-ray selected sources by Chandra and XMM-Newton surveys have significantly improved our knowledge of the objects responsible of the hard X-ray background. A surprising finding is the discovery of a population of optically dull, X-ray bright galaxies emerging at 2-10 keV fluxes of the order of 10^{-14} erg cm^{-2} s^{-1}. We present preliminary results of multiwavelength observations of a few objects serendipitously discovered in the field of XMM-Newton and Chandra observations and intensively studied at longer wavelengths.

연구 동기 및 목표

• 높은 X선 빛의 세기에도 불구하고 감지 가능한 광학 AGN 신호가 없는 X선으로 밝고 광학적으로 정상적인 은하(XBONGs)의 본질을 이해하는 것.
• 이러한 은하의 X선 방사선이 음영화되거나 콘프턴 두께의 AGN에서 비롯되는지, 아니면 항성 또는 비열역학적 과정에서 비롯되는지 확인하는 것.
• XBONGs가 딱딱한 X선 배경에 기여하는 역할과 관측된 적색편이 분포가 이론적 모델과 어떻게 조화를 이룰 수 있는지 평가하는 것.
• 깊은 X선, 광학, 전파 순사에서 XBONG의 표본을 확장하여 빛의 세기와 적색편이 분포에 대한 통계적 제약을 향상시키는 것.

제안 방법

• Chandra와 XMM-뉴턴 데이터를 사용하여 딱딱한 X선 순사(2–10 keV)에서 XBONG을 선별하였으며, L_X > 10^41 erg s⁻¹ 이고 광학 방출선이 없는 소스에 초점을 맞추었다.
• 표본의 일부 소스에 대해 깊은 R-대역 광학 이미징과 5 GHz 전파 관측을 수행하여 다중 파장 에너지 분포를 평가하였다.
• 프로토타입 소스 P3(CXOUJ031238.9–765134)의 스펙트럼 에너지 분포(SED)를 분석하였으며, NGC 6240와 같은 알려진 음영화된 AGN와 비교하였다.
• X선 색상과 광도 비율을 분석하여 본질적 흡수를 추론하였으며, 콘프턴 두께 흡수(N_H > 1.5 × 10²⁴ cm⁻²)의 증거를 발견하였다.
• 라디오 선택 표본(ATESP 및 마라노 필드)과 교차 비교하여 라디오 대 광학 광도 비율을 분석하고 AGN와의 유사성을 규명하였다.
• ADAF(흡수 지배적 은하핵 순환 유동) 및 BL Lac 물체와 같은 대안 모델이 관측된 방사선을 설명할 수 있는지 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 X선으로 밝고 광학적으로 정상적인 은하(XBONGs)의 진정한 본질은 무엇인가? 이들은 광학 AGN 신호가 없음에도 불구하고.
• RQ2 XBONGs의 X선 빛의 세기는 어느 정도의 음영화되거나 콘프턴 두께의 활성 은하핵에 의해 주로 유도되는가?
• RQ3 XBONGs의 다중 파장 성질(X선, 광학, 전파)은 알려진 음영화된 AGN와 라디오 강한 AGN와 어떻게 비교되는가?
• RQ4 XBONGs가 특히 저적색편이(z < 1)에서 딱딱한 X선 배경의 상당한 비율을 차지할 수 있는가?
• RQ5 관측된 XBONGs의 적색편이 분포는 표준 AGN 인구 합성 모델과 조화를 이룰 수 있는가?

주요 결과

• 프로토타입 XBONG인 P3는 콘프턴 두께 AGN와 일치하는 스펙트럼 에너지 분포를 보이며, X선 방사선이 산산조각난 또는 재처리된 복사에 의해 지배된다는 것을 보여준다.
• XBONGs는 일반적인 초기형 은하보다 X선 대 광학 광도 비율이 한 계단 이상 높으며, 숨겨진 핵 활동을 시사한다.
• 라디오로 감지된 XBONG 중에서 가장 밝은 두 소스는 라디오 강한 AGN에서 관찰되는 것과 유사한 라디오 대 광학 광도 비율을 보이며, 강력한 라디오 소스와의 연관성을 시사한다.
• 광학 방출선의 부재는 선 생성의 비효율성 때문이 아니라, 강한 음영화 또는 항성/열적 성분에 의한 오염 때문일 가능성이 높다.
• XBONG 인구는 특히 저적색편이(z < 1)에서 딱딱한 X선 배경에 상당한 기여를 할 수 있으며, AGN 진화 모델의 모순을 해결할 수 있을 가능성도 있다.
• ADAF나 BL Lac 물체와 같은 대안 모델은 특히 강한 전파 방출을 보이는 일부 XBONGs에 대해 여전히 타당한 것으로 남아 있다.