[论文解读] Unveiling the nature of INTEGRAL objects through optical spectroscopy. VII. Identification of 20 Galactic and extragalactic hard X-ray sources

N. Masetti, P. Parisi+18 more|ArXiv.org|Nov 25, 2008

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 76被引用 39

一句话总结

本研究通过光学光谱和与软X射线数据的多波段交叉相关，识别出INTEGRAL探测到的20个此前未知或表征不足的硬X射线源。结果揭示了11个活动星系核（AGNs）、5个新星爆发变星（包括磁性矮新星和一颗共生星），以及4个X射线双星系统（3个大质量，1个小质量），证实AGNs和磁性新星爆发变星是硬X射线源中的主要类别。

ABSTRACT

Within the framework of our program of assessment of the nature of unidentified or poorly known INTEGRAL sources, we present here spectroscopy of optical objects, selected through positional cross-correlation with soft X-ray detections (afforded with satellites such as Swift, ROSAT, Chandra and/or XMM-Newton) as putative counterparts of hard X-ray sources detected with the IBIS instrument onboard INTEGRAL. Using 6 telescopes of various sizes and archival data from two on-line spectroscopic surveys we are able to identify, either for the first time or independent of other groups, the nature of 20 INTEGRAL hard X-ray sources. Our results indicate that: 11 of these objects are active galactic nuclei (AGNs) at redshifts between 0.014 and 0.978, 7 of which display broad emission lines, 2 show narrow emission lines only, and 2 have unremarkable or no emission lines (thus are likely Compton thick AGNs); 5 are cataclysmic variables (CVs), 4 of which are (possibly magnetic) dwarf novae and one is a symbiotic star; and 4 are Galactic X-ray binaries (3 with high-mass companions and one with a low-mass secondary). It is thus again found that the majority of these sources are AGNs or magnetic CVs, confirming our previous findings. When possible, the main physical parameters for these hard X-ray sources are also computed using the multiwavelength information available in the literature. These identifications support the importance of INTEGRAL in the study of the hard X-ray spectrum of all classes of X-ray emitting objects, and the effectiveness of a strategy of multi-catalogue cross-correlation plus optical spectroscopy to securely pinpoint the actual nature of unidentified hard X-ray sources.

研究动机与目标

• 识别INTEGRAL IBIS巡天中未在其他波段显示清晰对应体的20个硬X射线源的本质。
• 通过光学光谱确定这些源是否为活动星系核（AGNs）、新星爆发变星（CVs）或X射线双星。
• 评估结合Swift、ROSAT、Chandra、XMM-Newton的多波段交叉相关与光学光谱法在解析未识别INTEGRAL源本质方面的有效性。
• 利用现有多种波段数据，进一步优化这些源的物理参数。
• 检验光学光谱调查中是否存在系统性偏差，特别是对高度吸收的银河系X射线双星的漏检问题。

提出的方法

• 使用分布在多个大洲的6台地面望远镜（包括CTIO、La Silla、Roque de los Muchachos、Loiano、San Pedro Mártir、Siding Spring和Apache Point）进行光学光谱观测。
• 将INTEGRAL IBIS硬X射线源的位置与Swift、ROSAT、Chandra和XMM-Newton的软X射线探测结果进行交叉相关，以识别潜在的光学对应体。
• 利用斯隆数字巡天和6度视场星系巡天的档案光谱数据补充观测结果。
• 通过分析发射线特征（宽线、窄线或无发射线）将源分类为Seyfert 1型、Seyfert 2型、I型类星体或康普顿厚AGNs。
• 根据光谱形态和发射线特征对变星进行分类，识别出磁性CV（如IPs、极星）和共生星。
• 利用来自NED、2MASS、SIMBAD和HyperLeda的多波段数据，估算红移和物理参数（如光度、吸收量）。

实验结果

研究问题

• RQ1 INTEGRAL IBIS仪器探测到的20个硬X射线源（未在其他波段显示清晰对应体）的真实本质是什么？
• RQ2 光学光谱结合软X射线交叉相关在识别这些硬X射线源物理类别的有效性如何？
• RQ3 光学光谱调查中是否存在系统性偏差，可能遗漏如高度吸收的银河系X射线双星等特定类别的源？
• RQ4 AGNs和磁性CVs在硬X射线源群体中的普遍程度如何？其中康普顿厚源所占比例是多少？
• RQ5 与盲查光学后续观测相比，多波段交叉相关能否提高源识别的准确性？

主要发现

• 20个源中有11个为活动星系核（AGNs），红移范围为z = 0.014至z = 0.978，包括6个Seyfert 1型星系、2个Seyfert 2型星系、2个X射线明亮但光学正常星系（XBONGs）和1个I型类星体。
• 4个源为大质量X射线双星（HMXBs），均可能属于Be/X射线子类，1个为小质量X射线双星（LMXB）。
• 5个源为新星爆发变星（CVs），包括4个可能的磁性矮新星和1个共生星，其光谱特征与磁性吸积一致。
• 2个AGNs未检测到可分辨的发射线，表明其为康普顿厚源，可能被致密的核区周围物质遮挡。
• 绝大多数已识别源为AGNs或磁性CVs，与先前研究结果一致，进一步证实了这两类源在硬X射线天空中的主导地位。
• 软X射线交叉相关结合光学光谱的方法极为有效，本项目中129次文献光谱识别中有104次通过此流程实现。