[论文解读] On the nature of X-ray Bright Optically Normal galaxies

A. Comastri, M. Brusa+11 more|arXiv (Cornell University)|Mar 3, 2002

Astrophysical Phenomena and Observations被引用 4

一句话总结

本研究调查了X射线明亮但光学正常星系（XBONGs），这是一类具有强X射线发射但无可见光学AGN特征的早型星系。利用钱德拉和XMM-牛顿的多波段数据，作者发现这些星系可能包含高度遮蔽（可能为康普顿厚）的活动星系核，其X射线发射主要由散射或再处理辐射主导，挑战了标准AGN群体模型，并表明其对硬X射线背景有显著贡献。

ABSTRACT

Multiwavelength observations of the hard X-ray selected sources by Chandra and XMM-Newton surveys have significantly improved our knowledge of the objects responsible of the hard X-ray background. A surprising finding is the discovery of a population of optically dull, X-ray bright galaxies emerging at 2-10 keV fluxes of the order of 10^{-14} erg cm^{-2} s^{-1}. We present preliminary results of multiwavelength observations of a few objects serendipitously discovered in the field of XMM-Newton and Chandra observations and intensively studied at longer wavelengths.

研究动机与目标

• 理解缺乏可见光学AGN特征但具有高X射线光度的X射线明亮、光学正常星系（XBONGs）的本质。
• 确定这些星系中的X射线发射是否源于遮蔽或康普顿厚AGN，而非恒星或非热过程。
• 评估XBONGs在贡献硬X射线背景以及调和观测红移分布与理论模型之间关系中的作用。
• 利用深度X射线、光学和射电巡天扩大XBONG样本，以改进其光度和红移分布的统计约束。

提出的方法

• 从硬X射线巡天（2–10 keV）中选取XBONGs，使用钱德拉和XMM-牛顿的数据，重点关注L_X > 10^41 erg s⁻¹且无光学发射线的源。
• 对部分源进行了深度R波段光学成像和5 GHz射电观测，以评估其多波段能量分布。
• 分析了原型源P3（CXOUJ031238.9–765134）的光谱能量分布（SED），并与已知遮蔽AGN如NGC 6240进行比较。
• 利用X射线颜色和通量比推断本征吸收，发现康普顿厚吸收的证据（N_H > 1.5 × 10²⁴ cm⁻²）。
• 与射电选源样本（ATESP和Marano场）交叉比对，比较射电与光学通量比，识别与AGN的相似性。
• 评估了自吸主导吸积流（ADAF）和BL Lac对象等替代模型，以解释观测到的发射。

实验结果

研究问题

• RQ1 X射线明亮、光学正常的星系（XBONGs）的真实本质是什么，其在光学中无AGN特征？
• RQ2 XBONGs中的X射线光度在多大程度上由遮蔽或康普顿厚活动星系核驱动？
• RQ3 XBONGs的多波段特性（X射线、光学、射电）与已知遮蔽AGN及射电loud AGN相比如何？
• RQ4 XBONGs能否解释硬X射线背景的显著部分，特别是在低红移区域？
• RQ5 XBONGs的观测红移分布是否与标准AGN群体合成模型一致？

主要发现

• 原型XBONG P3的光谱能量分布与康普顿厚AGN一致，其X射线发射主要由散射或再处理辐射主导。
• XBONGs的X射线与光学通量比超过典型早型星系一个数量级以上，表明存在隐藏的核活动。
• 在射电探测到的XBONGs中，两颗最亮的源具有典型的射电-loud AGN射电-光学通量比，表明其与强大射电源存在关联。
• 光学发射线的缺失并非由于线产生效率低下，而更可能是由于强烈遮蔽或恒星/热成分的污染。
• XBONG群体可能对硬X射线背景有显著贡献，尤其是在低红移（z < 1）区域，或可解决AGN演化模型中的矛盾。
• 对于部分XBONGs，特别是具有强射电发射的源，ADAF或BL Lac对象等替代模型仍具可行性。