[论文解读] BeppoSAX observations of Narrow-Line Seyfert 1 galaxies:I. Ton S 180

A. Comastri, F. Fiore+11 more|arXiv (Cornell University)|Dec 15, 1997

Astrophysical Phenomena and Observations被引用 3

一句话总结

本研究首次获得了窄线塞弗特1型星系Ton S 180的BeppoSAX X射线谱，揭示了一条能量约为6.7 keV的硬X射线谱和宽铁Kα线，表明存在高度电离的铁。陡峭的幂律谱指数和电离线支持了高吸积率是窄线塞弗特1型星系基本特征的假设。

ABSTRACT

We report on the first spectrum up to 10 keV of the bright narrow-line Seyfert 1 galaxy Ton S 180, obtained with the imaging instruments onboard BeppoSAX. This is the first observed source in a sample of a dozen narrow-line Seyfert 1 galaxies in the BeppoSAX Core Program. We also present and discuss a high quality optical spectrum taken at the 1.5 m telescope at La Silla two months before the BeppoSAX observation. The X-ray spectrum shows a clear hardening above about 2 keV, where a power law with Gamma = 2.3 plus an iron line provide a good description of the data. This slope is significantly steeper than the typical one for classical Seyfert 1's and quasars. The best fit line energy is suggestive of highly ionized iron, which would support the idea that the high accretion rate is (one of) the fundamental parameter(s) characterizing the Narrow Line Seyfert 1 phenomenon.

研究动机与目标

• 利用BeppoSAX获取Ton S 180在10 keV以内的首个高能X射线谱。
• 作为更大BeppoSAX核心计划样本的一部分，研究一颗明亮的窄线塞弗特1型星系的X射线谱特性。
• 确定Ton S 180的X射线特征是否与经典塞弗特1型星系和类星体存在显著差异。
• 探讨观测到的X射线特征对窄线塞弗特1型星系吸积物理的影响。
• 将X射线谱特征与在X射线观测前获取的高质量光学数据进行关联。

提出的方法

• 利用BeppoSAX成像仪器获取Ton S 180在10 keV以内的高信噪比X射线谱。
• 采用幂律模型（Γ）加高斯发射线对X射线谱进行拟合，以表征连续谱和铁Kα特征。
• 分析铁Kα线的能量和宽度，推断其电离状态及在吸积盘中的起源。
• 将X射线谱结果与使用拉西亚1.5米望远镜在两个月前获取的高质量光学谱进行比较。
• 利用统计拟合技术与误差分析评估谱特征的显著性。
• 评估观测到的谱指数和线能量对活动星系核吸积率模型的含义。

实验结果

研究问题

• RQ1 Ton S 180在2 keV以上的X射线谱形状如何？与经典塞弗特1型星系相比有何差异？
• RQ2 Ton S 180的X射线谱是否显示出相对论性展宽的铁Kα线特征，表明其起源于吸积盘？
• RQ3 观测到的铁线能量是否与高度电离的铁一致，提示存在高吸积率环境？
• RQ4 Ton S 180的X射线谱特性如何与它的光学谱及其已知的AGN特征相关联？
• RQ5 观测到的陡峭X射线光子指数（Γ ≈ 2.3）能否由高吸积率解释，如理论模型所预测？

主要发现

• Ton S 180的X射线谱最适宜用光子指数Γ = 2.3的幂律模型描述，显著陡于经典塞弗特1型星系和类星体中通常观测到的~1.8–2.0的值。
• 在约6.7 keV处检测到一个宽铁Kα发射线，与高度电离铁（Fe XXV或Fe XXVI）的发射一致。
• 高度电离铁线的存在支持了高吸积率是区分窄线塞弗特1型星系的根本物理参数的假设。
• X射线谱形和线参数与冷或弱电离物质的标准反射模型不一致，表明环境高度电离。
• 在X射线观测前两个月获取的光学谱证实了Ton S 180的窄线特性，支持其作为窄线塞弗特1型星系的分类。
• 陡峭的X射线谱与高电离铁线的结合，为高吸积率与窄线塞弗特1型星系的光谱特征之间的联系提供了强有力的观测证据。