[论文解读] ROSAT PSPC observations of the infrared quasar IRAS 13349+2438: evidence for a warm absorber with internal dust

W. N. Brandt, A. C. Fabian+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 12, 1995

Astrophysical Phenomena and Observations被引用 31

一句话总结

本研究基于ROSAT PSPC对红外亮类星体IRAS 13349+2438的观测，发现其软X射线辐射在一年内变化约4倍，一周内变化约25%，尽管E(B-V)消光值较高，但未发现冷吸收的强证据。数据支持存在温暖电离吸收体并伴有内部尘埃的解释，这是该源高偏振与高消光的主要原因，挑战了依赖电子散射或冷吸收的模型。

ABSTRACT

We present spatial, temporal and spectral analyses of ROSAT Position Sensitive Proportional Counter (PSPC) observations of the infrared loud quasar IRAS 13349+2438. IRAS 13349+2438 is the archetypal highly-polarized radio-quiet QSO and has an optical/infrared luminosity of about 2E46 erg/s. We detect variability in the ROSAT count rate by a factor of 4.1 in about one year, and there is also evidence for about 25 per cent variability within one week. We find no evidence for large intrinsic cold absorption of soft X-rays. These two facts have important consequences for the scattering-plus-transmission model of this object which was developed to explain its high wavelength-dependent polarization and other properties. The soft X-ray variability makes electron scattering of most of the soft X-rays difficult without a very peculiar scattering mirror. The lack of significant intrinsic cold X-ray absorption together with the large observed E(B-V) suggests either a very peculiar system geometry or, more probably, absorption by warm ionized gas with internal dust. There is evidence for an ionized oxygen edge in the X-ray spectrum. IRAS 13349+2438 has many properties that are similar to those of the Osterbrockian `narrow-line' Seyfert 1s.

研究动机与目标

• . 利用ROSAT PSPC观测研究红外亮类星体IRAS 13349+2438的软X射线特性。
• . 测试用于解释其波长依赖性高偏振的散射与透射模型。
• . 确定固有的冷吸收是否能解释高E(B-V)消光，还是需要温暖电离气体并伴有内部尘埃。
• . 将IRAS 13349+2438的X射线与光学特性与窄线塞弗特1型星系进行比较。
• . 评估含内部尘埃的温暖吸收体模型是否能解释其他高偏振、高尘埃含量类星体的类似特性。

提出的方法

• . 分析了两次指向观测（P1与P2）之间约一年间隔的ROSAT PSPC观测的空间、时间和光谱特性。
• . 使用Starlink ASTERIX X射线数据处理系统和XSPEC进行光谱拟合，以建模X射线谱。
• . 测量了约一年和约一周时间尺度上的软X射线计数率变化，以评估其固有流量变异性。
• . 将观测到的X射线吸收与基于E(B-V)预期的冷吸收进行比较，以检验是否存在差异。
• . 检查X射线谱中是否存在电离氧吸收边缘，以识别温暖吸收体。
• . 评估含内部尘埃的温暖吸收体模型对散射加透射几何结构的含义。

实验结果

研究问题

• RQ1 . IRAS 13349+2438的软X射线流量在数周和数年时间尺度上是否表现出显著变化？
• RQ2 . IRAS 13349+2438观测到的高E(B-V)消光是否与固有的冷X射线吸收一致？
• RQ3 . IRAS 13349+2438的高偏振与高消光是否可仅由电子散射解释，还是需要温暖吸收体？
• RQ4 . IRAS 13349+2438的X射线吸收特征的性质是什么，是否表明存在电离气体？
• RQ5 . IRAS 13349+2438的X射线与光学特性与窄线塞弗特1型星系相比如何？

主要发现

• . ROSAT PSPC观测检测到IRAS 13349+2438在约一年内软X射线流量变化约4倍。
• . 在单周内，X射线流量变化约25%，表明存在显著的短 timescale 变异性。
• . 尽管源的E(B-V) > 0.3，但未检测到显著的固有冷吸收，表明与标准尘埃-吸收模型存在矛盾。
• . 在X射线谱中发现了电离氧吸收边缘的证据，支持存在温暖吸收体。
• . 高X射线光度、软X射线变异性以及缺乏冷吸收的组合强烈排除了仅依赖电子散射解释偏振的模型。
• . 数据最合理的解释是存在含内部尘埃的温暖吸收体，该模型可同时解释光学消光与X射线吸收，而无需冷中性物质。