[论文解读] X-ray reflection in the NLS1 1H 0707-495

A. C. Fabian, G. Miniutti+5 more|May 7, 2004

Astrophysical Phenomena and Observations被引用 92

一句话总结

该论文提出，吸积盘上相对论性模糊化的电离X射线反射可解释窄线塞弗特1型星系1H 0707–495中的光谱特征。利用XMM-Newton数据，研究发现光谱跌落能量在两次观测之间由7 keV移至7.5 keV，这是由于盘面电离度和发射率分布发生变化所致，其中反射成分几乎保持不变，而幂律连续谱则发生变化，与黑洞附近的光强弯曲模型一致。

ABSTRACT

We apply a reflection-dominated model to the second XMM-Newton observation of the Narrow Line Seyfert 1 galaxy 1H 0707-495. As in the first XMM-Newton observation a sharp spectral drop is detected with energy that has shifted from 7 keV to 7.5 keV in two years. The drop is interpreted in terms of relativistically blurred ionised reflection from the accretion disc, while the energy shift can be accounted for by changes in the ionisation state and, more importantly, emissivity profile on the disc. A flatter emissivity profile during the second higher flux observation reduces gravitational redshift effects, therefore shifting the edge to higher energy. Remarkably, ionised disc reflection and the associated power law continuum provide a reasonable description of the broadband spectrum, including the soft excess. Considering both observations, the spectral variability in 1H 0707-495 appears to be due to the interplay between these two spectral components. The reflection component in the second observation is significantly less variable than the power law. Changes of the emissivity profile, spectral shape and variability properties (such as the rms spectrum) within the two observations are all consistent with a recently proposed model in which relativistic effects in the very inner regions of the nucleus play a major role.

研究动机与目标

• 理解窄线塞弗特1型星系1H 0707–495中约7 keV附近尖锐光谱跌落的起源。
• 研究电离盘反射是否能解释整个能量范围的X射线谱及其变异性。
• 检验光谱变化是否由内吸积盘的相对论效应引起，而非吸收或喷流所致。
• 探讨光强弯曲模型对NLS1星系光谱变异性的影响。
• 评估反射主导模型是否能解释软 excess 现象并解释窄铁线的缺失。

提出的方法

• 将相对论性模糊化电离反射模型应用于1H 0707–495的第二次XMM-Newton观测（AO2）。
• 使用幂律连续谱与具有可变发射率指数和电离参数的反射成分拟合XMM-Newton pn谱。
• 将AO2的光谱拟合结果与第一次观测（GT）进行比较，分析能量从7 keV到7.5 keV的移动。
• 利用光强弯曲模型解释观测到的变异性，其中连续谱源高度的变化调制了观测到的反射和幂律成分。
• 分析通量-通量图和能量选择性光 light curves，检验幂律变异性与近似恒定反射成分之间的相关性。
• 使用相对论效应（如引力红移和多普勒增强）对内盘区域的辐射发射进行建模。

实验结果

研究问题

• RQ1 1H 0707–495在两次XMM-Newton观测中，光谱跌落能量从7 keV移动到7.5 keV的现象应如何解释？
• RQ2 具有相对论性模糊化的电离盘反射能否解释整个能量范围的X射线谱，包括软 excess？
• RQ3 发射率分布和电离状态在塑造观测到的光谱特征中起什么作用？
• RQ4 幂律连续谱的变异性与反射成分的变异性相比如何？
• RQ5 观测到的光谱行为是否与连续谱源在吸积盘上方移动的光强弯曲模型一致？

主要发现

• AO2观测中约7.5 keV处的光谱跌落最可能解释为电离盘反射产生的相对论性展宽铁Kα线的蓝端。
• 发射率分布的变化——从GT观测中的更陡峭变为AO2观测中的更平坦——减弱了引力红移，使观测到的线蓝端向更高能量移动。
• 两次观测之间反射成分的通量几乎保持不变，而幂律连续谱则显著变化，支持光强弯曲模型。
• 能量选择性光 light curves 和通量-通量图显示，幂律成分具有变异性，而反射成分保持稳定，与光强弯曲模型的预测一致。
• 软 excess 被电离盘反射成分良好拟合，该成分在低于1 keV处达到峰值，并在软能段贡献显著。
• 未检测到明显的窄铁Kα线，原因在于内盘区域的宽且相对论性位移的铁线占主导地位，使窄线成分无法被探测到。