[논문 리뷰] ROSAT PSPC observations of the infrared quasar IRAS 13349+2438: evidence for a warm absorber with internal dust

W. N. Brandt, A. C. Fabian외 1명|arXiv (Cornell University)|1995. 08. 12.

Astrophysical Phenomena and Observations인용 수 31

한 줄 요약

이 연구는 적외선 농도가 높은 블랙홀자기은하 IRAS 13349+2438의 ROSAT PSPC 관측을 통해 소프트 X선에서 약 1년 간 약 ~4배, 일주일 간 약 25%의 변화를 관측하였으며, 높은 E(B-V) 흡광도에도 불구하고 냉각 흡수의 강한 증거는 없었다. 데이터는 내부 먼지가 있는 따뜻한 이온화 흡수체가 소스의 높은 투과도와 흡광도를 설명하는 주요 원인임을 지지하며, 전자 산산이 흡수하는 모델이나 냉각 흡수에 의존하는 모델을 도전한다.

ABSTRACT

We present spatial, temporal and spectral analyses of ROSAT Position Sensitive Proportional Counter (PSPC) observations of the infrared loud quasar IRAS 13349+2438. IRAS 13349+2438 is the archetypal highly-polarized radio-quiet QSO and has an optical/infrared luminosity of about 2E46 erg/s. We detect variability in the ROSAT count rate by a factor of 4.1 in about one year, and there is also evidence for about 25 per cent variability within one week. We find no evidence for large intrinsic cold absorption of soft X-rays. These two facts have important consequences for the scattering-plus-transmission model of this object which was developed to explain its high wavelength-dependent polarization and other properties. The soft X-ray variability makes electron scattering of most of the soft X-rays difficult without a very peculiar scattering mirror. The lack of significant intrinsic cold X-ray absorption together with the large observed E(B-V) suggests either a very peculiar system geometry or, more probably, absorption by warm ionized gas with internal dust. There is evidence for an ionized oxygen edge in the X-ray spectrum. IRAS 13349+2438 has many properties that are similar to those of the Osterbrockian `narrow-line' Seyfert 1s.

연구 동기 및 목표

• . ROSAT PSPC 관측을 이용하여 적외선 농도가 높은 블랙홀자기은하 IRAS 13349+2438의 소프트 X선 성질을 조사한다.
• . 고파장 의존성 투과도를 설명하기 위해 제안된 산산이 흡수 및 전달 모델을 검증한다.
• . 내재된 냉각 흡수체가 E(B-V) 흡광도를 설명하는 데 충분한지, 아니면 내부 먼지가 있는 따뜻한 이온화 기체가 필요한지를 결정한다.
• . IRAS 13349+2438의 X선 및 광학 성질을 협소선 세이프츠 1 은하와 비교한다.
• . 내부 먼지가 있는 따뜻한 흡수체 모델이 다른 고도로 투과도가 높고 먼지가 많은 블랙홀자기은하의 유사 성질을 설명할 수 있는지 평가한다.

제안 방법

• . 약 1년 간격으로 분리된 두 개의 정점 관측(P1 및 P2)에서 ROSAT PSPC 관측의 공간적, 시간적, 스펙트럼적 특성을 분석한다.
• . Starlink ASTERIX X선 데이터 처리 시스템과 XSPEC을 사용하여 X선 스펙트럼을 모델링한다.
• . 약 1년 및 약 1주일 간의 시간스케일에서 소프트 X선 카운트율 변화를 측정하여 내재된 광도 변화를 평가한다.
• . 관측된 X선 흡수와 E(B-V)에서 예상되는 냉각 흡수를 비교하여 불일치 여부를 검증한다.
• . X선 스펙트럼에서 이온화된 산소 흡수 에지의 존재 여부를 조사하여 따뜻한 흡수체를 식별한다.
• . 내부 먼지가 있는 따뜻한 흡수체 모델이 산산이 흡수 및 전달 기하학적 구조에 미치는 영향을 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 . IRAS 13349+2438의 소프트 X선 광도는 일주일 및 수년 간의 시간스케일에서 유의미하게 변화하는가?
• RQ2 . IRAS 13349+2438에서 관측된 높은 E(B-V) 흡광도는 내재된 냉각 X선 흡수와 일치하는가?
• RQ3 . IRAS 13349+2438의 고도로 투과도가 높고 흡광도가 높은 현상은 전자 산산이 흡수만으로 설명될 수 있는가, 아니면 따뜻한 흡수체가 필요한가?
• RQ4 . IRAS 13349+2438의 X선 흡수 특성은 무엇이며, 이는 이온화된 기체를 나타내는가?
• RQ5 . IRAS 13349+2438의 X선 및 광학 성질은 협소선 세이프츠 1 은하와 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• . ROSAT PSPC 관측에서 약 1년 간 소프트 X선 광도가 약 ~4배 변화하는 것으로 확인되었다.
• . 단일 주일 간의 변화에서 X선 광도가 약 ~25% 변화하여 짧은 시간스케일에서의 유의미한 변화를 보였다.
• . E(B-V) > 0.3임에도 불구하고 내재된 냉각 흡수의 유의미한 증거는 관측되지 않았으며, 이는 전통적인 먼지-흡수 모델과의 불일치를 시사한다.
• . X선 스펙트럼에서 이온화된 산소 흡수 에지의 증거를 발견하여 따뜻한 흡수체 존재를 지지한다.
• . 높은 X선 빛의 세기, 소프트 X선 변화, 냉각 흡수의 부재는 투과도를 전자 산산이 흡수하는 모델에 의해 설명되는 것을 강하게 배제한다.
• . 데이터는 내부 먼지가 있는 따뜻한 흡수체가 가장 잘 설명하는 모델이며, 이는 냉각 중성 물질이 필요 없이도 광학적 흡광도와 X선 흡수를 모두 설명할 수 있다.