[论文解读] The XMM-Newton Serendipitous Survey V. Optical identification of the XMM-Newton Medium sensitivity Survey (XMS)

X. Barcons, F. J. Carrera+54 more|ArXiv.org|Oct 1, 2007

Astrophysical Phenomena and Observations被引用 35

一句话总结

本文报告了对XMM-Newton中等敏感度巡天（XMS）中318个X射线源的光学识别，该巡天是一项对中等通量X射线源（100 deg⁻²）在0.5–10 keV能量范围内的意外巡天。利用来自主要望远镜的多波段光学数据，研究发现，在这些通量水平下，活动星系核（AGN）主导了X射线天空，软/中等能量 band 中平均有15–20%被遮挡，而硬/超硬 band 中则有35–45%被遮挡，而恒星在软 band 中的贡献不足10%。

ABSTRACT

We present the XMM-Newton Medium sensitivity Survey (XMS), including a total of 318 X-ray sources found among the serendipitous content of 25 XMM-Newton target fields. The XMS comprises four largely overlapping source samples selected at soft (0.5-2 keV), intermediate (0.5-4.5 keV), hard (2-10 keV) and ultra-hard (4.5-7.5 keV) bands, the first three of them being flux-limited. We report on the optical identification of the XMS samples, complete to 85-95%. At the intermediate flux levels sampled by the XMS we find that the X-ray sky is largely dominated by Active Galactic Nuclei. The fraction of stars in soft X-ray selected samples is below 10%, and only a few per cent for hard selected samples. We find that the fraction of optically obscured objects in the AGN population stays constant at around 15-20% for soft and intermediate band selected X-ray sources, over 2 decades of flux. The fraction of obscured objects amongst the AGN population is larger (~35-45%) in the hard or ultra-hard selected samples, and constant across a similarly wide flux range. The distribution in X-ray-to-optical flux ratio is a strong function of the selection band, with a larger fraction of sources with high values in hard selected samples. Sources with X-ray-to-optical flux ratios in excess of 10 are dominated by obscured AGN, but with a significant contribution from unobscured AGN.

研究动机与目标

• 提供对中等通量（~10⁻¹⁴ erg cm⁻² s⁻¹）和天空密度（~100 deg⁻²）下X射线源群体的无偏、定量描述。
• 确定XMM-Newton中等敏感度巡天（XMS）在多个能量 band 中X射线源的光学对应体及其分类。
• 测量遮挡AGN的比例以及X射线与光学通量比（αox）随选源 band 的分布。
• 评估不同通量范围内恒星以及未遮挡与遮挡AGN的贡献。

提出的方法

• 利用25个目标场的XMM-Newton意外观测数据，提取了318个X射线源，覆盖软（0.5–2 keV）、中等（0.5–4.5 keV）、硬（2–10 keV）和超硬（4.5–7.5 keV）能量 band。
• 光学识别基于来自Isaac Newton望远镜、WHT、TNG、NOT、CAHA、VLT及其他地面设施的深度成像与光谱观测。
• 基于测光和光谱数据，将源分类为AGN、恒星或未检测到，识别完整度为85–95%。
• 计算并分析了X射线与光学通量比（αox），以区分遮挡AGN、未遮挡AGN和恒星。
• 对不同通量范围和选源 band 中的源比例进行了统计分析，以评估遮挡程度和源群体组成的稳定性。
• 研究采用软、中等和硬 band 的通量受限样本，超硬 band 用于高能源的特征描述。

实验结果

研究问题

• RQ1 在0.5–10 keV波段中，中等通量（~10⁻¹⁴ erg cm⁻² s⁻¹）下X射线源的主要群体是什么？
• RQ2 遮挡AGN的比例如何随X射线能量 band 和通量水平变化？
• RQ3 恒星在不同能量 band 的X射线选源样本中的贡献是多少？
• RQ4 软X射线选源与硬X射线选源的X射线与光学通量比分布有何不同？
• RQ5 在硬 band 和软 band 中，遮挡AGN与未遮挡AGN的比例在两个数量级的通量范围内是否保持稳定？

主要发现

• 在中等通量下，X射线天空主要由AGN主导，恒星在软X射线选源样本中的贡献不足10%。
• 在软和中等能量 band 选源样本中，光学遮挡AGN的比例在两个数量级的通量范围内保持恒定，为15–20%。
• 在硬和超硬选源样本中，遮挡AGN的比例更高，为35–45%，且在宽通量范围内保持恒定。
• X射线与光学通量比超过10的源主要为遮挡AGN，但未遮挡AGN也作出了显著贡献。
• X射线与光学通量比的分布强烈依赖于选源 band，硬选源样本中高比率源的比例更高。
• 光学识别完整度达到85–95%，确保了对XMS源群体的稳健统计描述。