[論文レビュー] X-ray properties of NGC 300 I. Global properties of X-ray point sources and their optical counterparts

S. Carpano, J. Wilms+2 more|ArXiv.org|Sep 14, 2005

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 26被引用数 12

ひとこと要約

本研究は、NGC 300におけるXMM-Newtonを用いた深宇宙サーベイを報告し、0.3–6 keVエネルギー領域で163個のX線点源を検出。そのうち86個がD25光学的円盤内に位置する。BVR画像を用いて光学的対応体を同定し、複数波長のカタログと照合することで、明るいスーパーソフト源と、ワルフ＝レーマー星を伴うブラックホール候補連星系を特定。これにより、近傍のスパイラル銀河における既知のX線源の数が著しく拡充された。

ABSTRACT

We present X-ray properties of NGC 300 point sources, extracted from 66 ksec of XMM-Newton data taken in 2000 December and 2001 January. A total of 163 sources were detected in the energy range of 0.3-6 kev. We report on the global properties of the sources detected inside the D25 optical disk, such as the hardness ratio and X-ray fluxes, and on the properties of their optical counterparts found in B, V, and R images from the 2.2m MPG/ESO telescope. Furthermore, we cross-correlate the X-ray sources with SIMBAD, the USNO-A2.0 catalog, and radio catalogues.

研究の動機と目的

• XMM-Newtonデータを用いて、NGC 300の包括的かつ深宇宙のX線点源カタログを構築し、以前のROSATサーベイを上回ることを目的とする。
• 2.2 m MPG/ESO望遠鏡のアーカイブB、V、Rバンド画像を用いて、X線源の光学的対応体を同定することを目的とする。
• X線源を複数波長のカタログ（SIMBAD、USNO-A2.0、電波）と照合し、源の分類および多波長的文脈を特定することを目的とする。
• D25光学的円盤内に存在する源の全般的なX線的性質（放射度、硬さ比、および発光関数）を特徴づけることを目的とする。
• 中心部の拡散的X線放射の性質を解析し、そのスペクトル的成分を同定することで、拡散的X線環境の理解を深めることを目的とする。

提案手法

• XMM-Newton観測を2軌道（192および195）にわたって実施し、0.3–6 keVエネルギー領域で合計66 ksecの有効露出時間を得た。
• SAS v6.1.0を用いてEPIC-pnおよびMOSデータを処理し、標準的なフィルタリング（pnではFLAG=0、PATTERN≤4、MOSではPATTERN≤12）を適用し、応答関数および補助応答ファイルを作成した。
• スペクトル形状の推定および個々の源の放射度と硬さ比の導出に、色-色図を用い、X線エネルギー分布を分析した。
• 2.2 m MPG/ESO望遠鏡のB、V、Rバンド画像とX線源位置を照合し、光学的対応体を同定した。
• 外部カタログ（SIMBAD、USNO-A2.0、電波カタログ：PFP2004、SCA2003、RP2001など）と照合し、源の分類および多波長的文脈を付与した。
• SASのeposcorrタスクを適用し、X線データにわずかな位置ずれが生じていたのを補正し、照合に適した位置精度を向上させた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 300のD25光学的円盤内における全般的なX線源密度および発光関数はどのように分布しているか？
• RQ2 検出されたX線点源のスペクトル的性質（例：硬さ比、放射度）は何か。また、既知のX線連星系集団と比較するとどうなるか？
• RQ3 X線源の光学的および多波長的対応体は何か。それらは源の種別（例：X線連星、超新星残骸、H II領域）をどのように明らかにするか？
• RQ4 中心部の拡散的X線放射の性質は何か。それは熱プラズマ放射としてモデル化可能か？
• RQ5 NGC 300のX線源数は、以前のROSATサーベイと比べてどう異なるか。これにより感度および源検出限界について何が示唆されるか？

主な発見

• 0.3–6 keVバンドで合計163個のX線点源が検出され、そのうち86個がD25光学的円盤内に位置し、以前のROSATサーベイと比較して約3倍の増加を示した。
• NGC 300のX線発光関数は、傾き1.17 ± 0.17のべき乗則に従っており、他のスパイラル銀河と整合的である。
• 中心部の拡散的X線放射は、2温度の熱プラズマモデルで最もよく記述され、kT = 0.20+0.01−0.01 keVおよびkT = 0.80+0.10−0.10 keVであり、赤色カイ二乗値χ²_red = 1.52であった。
• 源#1は、最も明るいX線源（L_X = 1.70 × 10³⁸ erg s⁻¹）であり、ワルフ＝レーマー星から物質を降着している可能性のあるブラックホールまたは中性子星のX線連星と特定された。
• 源#8は、光学的対応体が存在しない明るいスーパーソフトX線源として確認され、先行研究と整合的であった。
• BVR画像および外部カタログとの照合により、多数の源に光学的対応体が同定された。そのうち14個は既にX線で検出済み、9個は超新星残骸またはH II領域に関連し、11個は電波源またはAGN候補と関連した。