[论文解读] The intrinsic emission of Seyfert galaxies observed with BeppoSAX/PDS I. Comparison of the average spectra of the three classes of Seyfert Galaxies

S. Deluit, T. J.-L. Courvoisier|ArXiv.org|Mar 4, 2003

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 39被引用 32

一句话总结

本研究利用 BeppoSAX/PDS 数据分析了 14 个 Seyfert 1 型、9 个 Seyfert 1.5 型和 22 个 Seyfert 2 型星系的本征硬 X 射线谱（15–136 keV），以检验统一模型。研究发现，Seyfert 1 型星系需要一个高能截止，而 Seyfert 2 型星系则不需要，且 Seyfert 2 型星系的反射成分更强，这挑战了仅包含单一中心引擎的简单统一模型。

ABSTRACT

We present a study of the hard X-ray spectrum (>15 keV) of different classes of Seyfert galaxies observed with BeppoSAX/PDS. Using hard X-ray data, we avoid absorption effects modifying the Seyfert emission and have direct access to the central engine of these sources. The aim of this study is first to characterize the general properties of the hard X-ray spectrum of Seyfert 1, 1.5 and 2 galaxies and secondly to compare their intrinsic emission to test unified models according to which all the classes have the same nucleus. We compute the average spectrum of 14 Sy 1, 9 Sy 1.5 and 22 Sy 2 galaxies observed by the PDS (15-136 keV). The average spectrum of Sy 1 differs from that of Sy 2, the first requiring the presence of a high energy cutoff which is absent in the second. We also show that the reflection component is possibly more important in the Sy 2 emission. The nature of Sy 1.5 galaxies is ambiguous as they have a negligible reflection component (like Sy 1) and do not require a cutoff (like Sy 2)

研究动机与目标

• 利用 BeppoSAX/PDS 数据表征 Seyfert 1 型、1.5 型和 2 型星系的本征硬 X 射线发射（15–136 keV）。
• 通过比较不同类型星系的本征谱，假设存在一个共同的中心引擎，以检验 Seyfert 星系的统一模型。
• 确定光谱形状的差异（尤其是高能截止和反射）是否支持或反驳统一模型。
• 通过仅选择 NH < 7 × 10²³ cm⁻² 的 Seyfert 2 型星系，最小化吸收效应，确保能直接观测到本征发射。
• 计算每类星系的平均谱，以提高信噪比，并在单个源光子统计有限的情况下提取稳健的光谱特性。

提出的方法

• 从公共档案中选取 68 个 BeppoSAX/PDS Seyfert 星系谱线，排除混淆源和 LINERs。
• 根据 NED 的光学分类，将源分类为 Seyfert 1 型（Sy 1, 1.2）、1.5 型（Sy 1.5）和 2 型（Sy 1.9, 2）。
• 对 Seyfert 2 型星系施加柱密度截断（NH < 7 × 10²³ cm⁻²），以确保在 15 keV 以上吸收最小。
• 使用 15–136 keV 能量 band 计算每类星系的平均 PDS 谱，以提高信噪比。
• 使用幂律、高能截止和康普顿反射组分的组合拟合平均谱。
• 使用统计显著性（S/N）和通量/光度测量值验证光谱特征和源的可靠性。

实验结果

研究问题

• RQ1 Seyfert 1 型和 Seyfert 2 型星系的本征硬 X 射线谱在 15 keV 以上是否具有相同的幂律指数？
• RQ2 Seyfert 1 型星系的本征谱中是否存在高能截止，而 Seyfert 2 型星系中是否不存在？
• RQ3 Seyfert 1 型和 Seyfert 2 型星系之间康普顿反射组分的强度有何不同？
• RQ4 Seyfert 1.5 型星系是否表现出介于 Seyfert 1 型和 2 型之间的光谱特性，还是更接近某一类型？
• RQ5 观测到的光谱形状差异是否能由统一模型解释，还是暗示中心引擎存在本质差异？

主要发现

• Seyfert 1 型星系的平均谱需要一个高能截止，表明存在具有特征温度的康普顿化等离子体，而 Seyfert 2 型星系的平均谱则不需要此类截止。
• Seyfert 2 型星系的反射组分显著强于 Seyfert 1 型星系，表明遮挡环或周围介质中的再处理过程更强。
• Seyfert 1.5 型星系未表现出显著的反射组分，且不需要高能截止，表明其光谱状态在 Sy 1 型和 Sy 2 型之间处于模糊状态。
• 15–136 keV 能段的平均硬 X 射线通量范围为 1.18 × 10⁻¹¹ erg s⁻¹ cm⁻²（1H0419-577）至 22.6 × 10⁻¹¹ erg s⁻¹ cm⁻²（IC 4329A），光度范围为 0.02 至 112 × 10⁴³ erg s⁻¹。
• IC 4329A（Sy 1）测得最高的信噪比（99.0σ），证实其具有强烈的本征发射和可靠的光谱拟合。
• 样本选择确保所有 Seyfert 2 型星系在 15 keV 处的吸收效应低于 50%，验证了利用硬 X 射线数据探测本征发射的可靠性。