[论文解读] Unveiling the nature of INTEGRAL objects through optical spectroscopy. X. A new multi-year, multi-observatory campaign

N. Masetti, P. Parisi+19 more|Americanae (AECID Library)|Jul 10, 2013

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 108被引用 24

一句话总结

本研究开展了一项历时多年的多台站光学光谱观测计划，识别出33个高能INTEGRAL源，结果表明其中23个为活动星系核（AGNs），包括高红移的I型和II型AGNs，其余10个为本地源，主要为激变变星和高/低质量X射线双星。该工作证实了结合X射线源定位与光学光谱观测在识别遥远AGNs及稀有硬X射线发射体方面的有效性。

ABSTRACT

Within the framework of our program (running since 2004) of identification of hard X-ray INTEGRAL sources through optical spectroscopy, we present the results concerning the nature of 33 high-energy objects. The data were acquired with the use of six telescopes of different sizes and from one on-line archive. The results indicate that the majority of these objects (23 out of 33) are active galactic nuclei (AGNs), whereas 10 are sources in the local Universe with eight of which in the Galaxy and two in the Small Magellanic Cloud (SMC). Among the identified AGNs, 13 are of Type 1 (i.e., with broad emission lines), eight are of Type 2 (with narrow emissions only), and two are X-ray bright, optically normal galaxies with no apparent nuclear activity in the optical. Six of these AGNs lie at high redshift (z > 0.5). Concerning local objects, we found that five of them are Galactic cataclysmic variables, three are high-mass X-ray binaries (two of which lying in the SMC), one is a low-mass X-ray binary, and one is classified as a flare star that is likely of RS CVn type. The main optical properties and inferred physical characteristics of these sources are presented and discussed.

研究动机与目标

• 识别INTEGRAL星表中33个缺乏其他波段清晰对应体的硬X射线源的本质。
• 利用多台站光学光谱观测解决以往未识别INTEGRAL源分类中的模糊性。
• 增进对宇宙中高能源群体，特别是AGNs和X射线双星的理解。
• 纠正早期研究中的错误识别和红移估计，如IGR J16388+3557和IGR J06293−1359。
• 验证结合X射线源定位与光学后续观测在密集场中识别高能源的方法的有效性。

提出的方法

• 使用分布在五大洲的六台望远镜（包括TNG、CTIO和SAAO）进行光学光谱观测，以获取红移和光谱分类。
• 数据来自多个天文台——Cerro Tololo、Roque de los Muchachos、Loiano、Asiago、San Pedro Mártir、Sutherland和Siding Spring——确保了广泛的天区覆盖。
• 光谱分析聚焦于识别发射线（宽线或窄线），以将AGNs分类为I型或II型，并检测X射线双星或恒星活动的特征。
• 通过与Chandra、XMM-Newton、Swift和NuSTAR的X射线误差圆进行交叉相关，以精炼源位置并确认光学对应体。
• 利用2MASS、DSS、NED、SIMBAD、VIZIER和HyperLeda的档案数据，对光学和红外对应体进行交叉识别。
• 红移通过发射线的红移量推导，而I型AGNs中的黑洞质量则通过宽线轮廓推断。

实验结果

研究问题

• RQ1 33个INTEGRAL星表中缺乏清晰光学对应体的硬X射线源的真实本质是什么？
• RQ2 其中有多少个是活动星系核（AGNs）？它们的光谱类型和红移分别是多少？
• RQ3 已识别源中，X射线双星或其他银河系及邻近星系中的恒星系统占多大比例？
• RQ4 样本中是否存在此前未知或极高红移的AGNs，如高能类星体或XBONGs？
• RQ5 光学光谱能否纠正早期研究中的错误识别或不准确红移？

主要发现

• 33个源中有23个被分类为活动星系核（AGNs），其中13个为I型（宽发射线），8个为II型（仅含窄线），另有2个为X射线明亮但光学正常的星系。
• 六个AGNs位于高红移（z > 0.5），包括目前已知最远的硬X射线发射XBONG——IGR J10200−1436，其红移为z = 0.391。
• INTEGRAL巡天中已识别出的最远II型类星体为IGR J19295−0919，红移z = 0.741，证实了该巡天对遥远、遮蔽AGNs的灵敏度。
• 10个源位于本地宇宙：其中8个位于银河系，2个位于大麦哲伦云，包括5个激变变星、3个大质量X射线双星（其中2个位于SMC）、1个低质量X射线双星，以及1个可能为RS CVn型耀星。
• 本研究将I型类星体IGR J16388+3557的红移从z = 1.95更正为z = 2.02，并修正了IGR J06293−1359的光学对应体。
• 结果验证了结合X射线源定位与光学光谱观测的多波段方法在识别和分类高能源方面的有效性，尤其适用于密集场域。