「あすか」による 超大光度赤外線銀河(ULIRG)のX線観測 II 宇宙科学研究所 米徳大輔　穴吹直久 中川貴雄　藤本龍一

超大光度赤外線銀河(ULIRG)の性質 ULIRG とは 赤外線波長帯での光度が LIR＞1012L○ に達するような 明るい銀河を Ultra Luminous Infrared Galaxy という。 LIR＞1011L○ を LIRG と呼ぶ。 赤外線波長帯 我々の銀河近傍において、 ULIRG の数密度は QSO よりも多く最も 一般的な大光度銀河は ULIRG である。

ULIRGのエネルギー源は何か？ QSO を凌ぐ光度を持つ ULIRG は一般的に濃いガスで 取り囲まれている。そのため吸収が強く、 (1) AGN (2) Starburst のどちらが主なエネルギー源かがわからない。 NH>1023 cm-2 の吸収を透過する AGN 起源の Hard X-ray を 用いて AGN の有無を判別し、ULIRG の主なエネルギー源が AGN であるかの検証を試みる。 2 から 10 keV で過去最高の感度を持つ X 線天文衛星 ASCA での観測が有効

Power-law + Raymond-Smith (RS) ULIRG/LIRG Sample ASCA で観測された銀河からサンプル抽出を行う。赤外線での光度が LIR > 1012 L○ と、LIR > 1011 L○ で相違があるかを調べるため LIRG サンプルも用いる。 データ解析フロー IRAS 1.2Jy survey (Fisher et al. 1995) ASCA observation Spatial Analysis (SAO image) Bright source Faint source Image fit (Ueda et al. 1999) Spectral Analysis (XSPEC) Detected 　 : 4 ULIRGs not detected : 5 ULIRGs & 2 LIRGs 8 ULI RGs single Power-law (PL) Power-law Power-law + Raymond-Smith (RS) Model Assumption Soft band (0.7-2.0keV) R-S (1keV, Z=0.1Z◎) Hard band (2.0-7.0keV) PL(Γ=1.7) x [NH= 1x1021 - 5x1023] 30 LIRGs best fit model

Table of Samples 選出されたサンプルは以下の 49 個である。それぞれの天体 について Name, z, LFIR, LX(0.5-2 keV), LX(2-10 keV), を示す。

Power-law Type Mrk 509 AGN に起因する power-law 型のスペクトルを持つ。 　NHGal=4.11×1020 cm-2 　Γ=1.87 　EWFe=94 eV (6.4keV) AGN に起因する power-law 型のスペクトルを持つ。

Absorbed Power Law + Scatter IRAS 18325-5926 　NHGal=7.15×1020 cm-2 　Γ=2.03 　NHExt=1.16×1022 cm-2 　EWFe=63 　Γsct=2.03 　NHExt=1.81×1021 cm-2 吸収を受けた AGN からの 直接成分と吸収を受けていない Power Law 成分 (散乱成分)。

Two-Peak Type 吸収を受けた AGN からの X 線と、Starburst からの PKS 1319-164 　NHGal=5.81×1020 cm-2 　Γ=1.7 (frozen)　　 　EWFe=108eV 　NHExt=4.2×1023 cm-2 　kT=0.85 keV　　　 　Γsct=1.89 吸収を受けた AGN からの X 線と、Starburst からの Thermal emission が共存する。

Scatter + Thermal + Iron Line NGC1068 parameter 　NHGal=3.53×1020 cm-2 　Γ= 0.58 　kT= 0.69 　EWFe = 800 eV 　 ＋some lines 散乱された AGN からの X 線と Starburst からの Thermal emission。 Compton thick な物質起源の鉄輝線が特徴。

Thermal Type Starburst からの寄与が強く現れる。 NGC 3256 NHGal=9.51×1020 cm-2 　kT=4.2 　kT=0.87 Starburst からの寄与が強く現れる。

Other Type どの部類にも属さないスペクトル型を持つもの。 IRAS 13224-3809 Cygnus-A 　NHGal=4.79×1020 cm-2 　Γ=2.21 　kT=0.08 keV 　NHExt=4.97×1021 cm-2 　EWFe=735 eV Cygnus-A 　NHGal=3.49×1021 cm-2 　Γ=1.43 　NHExt=1.82×1023 cm-2 　kT=4.13 　(銀河団からの放射) どの部類にも属さないスペクトル型を持つもの。

ULIRG / LIRG の X 線のスペクトルは 5 つの型に分類される。 Power-Law Type : AGN 起源の Power-law 型のスペクトル Absorbed Power Law + Scatter : 吸収を受けた AGN の直接成分と散乱成分。 Two-Peak Type : 吸収を受けた AGN 成分と Starburst からの Thermal 成分。 Scatter + Thermal + Iron line : AGN の散乱成分とStarburst に強い鉄輝線。 Thermal Type : Starburst からの寄与が顕著に現れる。 これらのスペクトル解析から得られたパラメータを用いて、 相関関係を調べる。 得に遠赤外波長帯と X 線での光度を比較することで ULIRG の主要な熱源が AGN であるか、Starburst であるかの 検証を試みる。 また、それぞれの X 線スペクトル型には統一的な傾向が 見られるかを調べる。

AGNはULIRGの主要な熱源か？ 10 % 3C273を除くとQSOの光度に 相当するＸ線で輝くULIRGs は存在しない NGC6240 Sy 1 & QSO Upper-limit ULIRGs及び image fit ULIRGsのhard-X lumiosity はΓ = 1.7 , NH = 1023 cm-2のスペクトル を仮定したときの値 NGC7469 NGC4945 NGC1068 AGN が ULIRG の主な熱源 ではない。 SB & Normal

StarburstがULIRGの主たる熱源か？ Upper-limit ULIRGs及び image fit ULIRGsのsoft-X luminosity はkT = 1.0keV, Z = 0.1 Z◎のRS plasmaを 仮定したときの値 ULIRG NGC6240 大半のULI RGが低光度赤外 天体で成り立つFI R-soft X correlation の延長上に載る NGC1068 ULIRG と Starburst の 強い相関関係。 SB & Normal ULIRG の主な熱源は Starburst である。

Conclusion ULIRG の主要なエネルギー源は Starburst である ASCA で観測された ULIRG / LIRG について、 X 線としては過去最多のサンプルを解析した。 ULIRG の主要なエネルギー源は Starburst である ことを示す結果が得られた。 しかし、AGN が主なエネルギー源であることを否定する 結果は得られていないため、Starburst のみが ULIRG を 支えているとは言い切れない。 X 線のスペクトル型だけでも、明らかな分類が可能である。 Anabuki et al. の口頭講演でも詳細を話します。 10/7(土) 13:30 から活動銀河核セッション G 会場