[论文解读] Heavy obscuration in X-ray weak AGNs

R. Maiolino, M. Salvati+6 more|arXiv (Cornell University)|Jun 3, 1998

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 2被引用 3

一句话总结

本研究利用 BeppoSAX X 射线观测分析了 8 个 Seyfert 2 型星系，以探究其 X 射线辐射较弱的原因及遮蔽情况。研究发现存在强烈的重吸收现象（N_H > 10^25 cm⁻²）、显著的铁 Kα 线发射（等效宽度 > 500 eV），以及平坦的 X 射线能谱，支持活动星系核的统一模型，并表明 2 型活动星系核的遮蔽程度比以往认为的更严重，这对宇宙 X 射线背景的合成具有重大影响。

ABSTRACT

We present observations in the 0.1-100 keV spectral band of 8 Seyfert 2 galaxies, obtained by means of BeppoSAX. These sources were selected according to their [OIII] optical emission line flux, to avoid biases against obscuration on the pc scale. All sources were detected. All of them are weak X-ray emitters, and most of them are characterized by prominent iron lines at 6.4-7 keV (EW > 500 eV) and by a flat continuum, indicative of heavy obscuration along our line of sight (N_H > 10^25 cm^-2 in most cases). These results 1) provide further evidence in favor of the unified scenario, and 2) indicate that the average obscuration of type 2 AGNs is very likely much higher than deduced by former X-ray surveys. These findings have important implications for the synthesis of the X-ray background.

研究动机与目标

• 调查 X 射线辐射较弱的 Seyfert 2 型星系的 X 射线特性，以检验活动星系核的统一模型。
• 评估 2 型活动星系核中真实遮蔽程度，校正先前 X 射线巡天中存在的偏差。
• 确定观测到的 X 射线辐射减弱是否是由于视线方向上的重吸收所致。
• 评估高遮蔽程度对宇宙 X 射线背景合成的影响。
• 采用 [OIII] 发射线流量选择方法，以避免在 pc 尺度上对遮蔽系统产生偏差。

提出的方法

• 基于 [OIII] 发射线的光度选择 8 个 Seyfert 2 型星系，以最小化对遮蔽系统的选择偏差。
• 利用 BeppoSAX 数据，在 0.1–100 keV 能段进行 X 射线谱分析。
• 测量铁 Kα 线的等效宽度（EW），并评估连续谱的硬化程度，以推断遮蔽程度。
• 通过谱拟合估算柱密度（N_H），以确定吸收水平。
• 将结果与统一活动星系核模型的预测进行比较，以评估一致性。
• 使用谱拟合识别出平坦连续谱形态，表明存在 Compton 厚或近 Compton 厚吸收。

实验结果

研究问题

• RQ1 X 射线辐射较弱的 Seyfert 2 型星系是否真正被遮蔽，还是其辐射弱是由于内在的 X 射线辐射弱？
• RQ2 从 X 射线谱推断，视线方向上 2 型活动星系核的真实柱密度（N_H）水平是多少？
• RQ3 观测到的 X 射线谱是否显示出强烈的铁 Kα 发射线和平坦连续谱，与重吸收一致？
• RQ4 本样本中观测到的遮蔽程度与以往 X 射线巡天相比如何，这对统一模型有何启示？
• RQ5 高遮蔽程度对 X 射线背景合成及整体活动星系核群体有何影响？

主要发现

• 所有 8 个 Seyfert 2 型星系在 0.1–100 keV 能段均被探测到，证实尽管在光学上被归类为弱发射体，其 X 射线辐射仍可探测。
• 所有源均表现出强烈的铁 Kα 发射线，其等效宽度超过 500 eV，表明来自冷、致密物质的荧光辐射。
• X 射线连续谱呈平坦形态，表明在大多数情况下视线方向存在显著吸收（N_H > 10^25 cm⁻²）。
• 观测到的谱特征强烈支持统一模型，即 2 型活动星系核是通过厚盘状遮蔽物质（torus）视线观测到的。
• 2 型活动星系核的平均遮蔽程度显著高于以往 X 射线巡天所估计的水平。
• 这些发现意味着遮蔽活动星系核对 X 射线背景的贡献可能需要大幅上调。