[论文解读] ASCA Observations of "Type 2" LINERs: Evidence for a Stellar Source of Ionization

Yuichi Terashima, Luis C. Ho+5 more|ArXiv.org|Nov 17, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 69被引用 4

一句话总结

本研究利用 ASCA X 射线观测对五个 '类型2' LINER（NGC 404、4111、4192、4457 和 4569）进行了研究，以探究其光学发射线的电离源。研究未发现存在遮蔽活动星系核的有力证据，反而支持恒星起源：与恒星形成相关的热气体产生的软 X 射线发射，以及来自离散源的硬 X 射线发射，表明这些星系中的光学发射线很可能是由大质量热星电离所致。

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.

研究动机与目标

• 确定缺乏宽 Hα 发射线的 '类型2' LINER 中电离起源，这些星系被认为可能隐藏有遮蔽的活动星系核。
• 基于其光学光谱特征，检验活动星系核是否为这些系统中的主要电离源。
• 评估恒星形成和热恒星群体对 LINER 发射线电离的贡献。
• 通过分析 X 射线形态和光谱，区分活动星系核与恒星贡献对电离的影响。

提出的方法

• 对五个 '类型2' LINER 进行了深度 ASCA 观测，重点分析软（0.5–2 keV）和硬（2–7 keV）能段的 X 射线发射。
• 分析 X 射线图像以评估空间扩展性，发现在 NGC 4111 和 NGC 4569 中存在扩展的软 X 射线和硬 X 射线发射。
• 使用双组分模型拟合 X 射线光谱：一个软热成分（kT ≈ 0.65 keV）和一个硬成分（光谱指数 ≈ 2 的幂律，或 kT ≈ 几 keV 的热轫致辐射）。
• 利用柱密度约束评估遮蔽活动星系核的可能性，设定下限 >10^23 cm⁻²。
• 将 X 射线发射特性与光学线比进行比较，以推断电离机制。
• 评估过渡星系（NGC 4192 和 NGC 4569）是否存在同时具有 HII 区和 LINER 成分的复合核。

实验结果

研究问题

• RQ1 '类型2' LINER 中的光学发射线电离是由遮蔽活动星系核引起，还是由恒星过程引起？
• RQ2 这些 LINER 中的 X 射线发射，特别是软 X 射线和硬 X 射线成分，其本质是什么？
• RQ3 观测到的 X 射线光谱和形态能否由恒星形成和热恒星群体解释，而非活动星系核？
• RQ4 基于 X 射线数据，为使活动星系核在这些系统中被隐藏，所需的最小遮蔽柱密度是多少？
• RQ5 NGC 4192 和 NGC 4569 是否如先前所建议的那样，同时拥有 HII 区和 LINER 成分的复合核？

主要发现

• 除 NGC 404 外，所有 LINER 均检测到 X 射线发射，NGC 4111 和 NGC 4569 中存在扩展的软 X 射线和硬 X 射线发射。
• NGC 4111、NGC 4457 和 NGC 4569 的 X 射线光谱最佳拟合为双组分模型：软热成分（kT ≈ 0.65 keV）和硬成分（光谱指数 ≈ 2 或 kT ≈ 几 keV 的热轫致辐射）。
• 软 X 射线发射归因于由活跃恒星形成产生的热气体，而硬 X 射线发射可能来自如 X 射线双星等离散源。
• 未发现活动星系核的明确证据；任何潜在活动星系核均需柱密度 >10^23 cm⁻² 才能被遮蔽。
• 光学发射线更可能由大质量热星群体电离，而非隐藏的活动星系核。
• 结果支持 '类型2' LINER 中电离的恒星起源，挑战了这些系统以活动星系核为主导的传统模型。