تم القبول: XXX. تم الاستلام: YYY؛ النسخة الأصلية: ZZZ
تمت مراقبة جميع المجرات البالغ عددها 280 من عينة بالومار المكتملة إحصائياً للمجرات القريبة (\(<120\) ميغا فرسخ) ذات الميل \(\delta > 20^{\circ}\) عند تردد 1.5 غيغاهرتز ضمن مسح LeMMINGs \(e\)-MERLIN التراثي. نقدم هنا ملاحظات أشعة إكس Chandra لأنوية 213 من هذه المجرات، بما في ذلك مجموعة فرعية مكتملة إحصائياً من 113 مجرة في نطاق الميل \(40^{\circ} < \delta < 65^{\circ}\). قمنا برصد مجرات من جميع الأنواع الطيفية البصرية، بما في ذلك المجرات "النشطة" (مثل LINERs وSeyferts) والمجرات "غير النشطة" مثل مجرات HII ومجرات خطوط الامتصاص (ALG). حد التدفق السيني لمسحنا هو \(1.65\times10^{-14}\) إرج ثانية\(^{-1}\) سم\(^{-2}\) (0.3–10 كيلوفولت). رصدنا انبعاثاً سينيًا متوافقًا مع النواة ضمن 2 ثانية قوسية في 150 من أصل 213 مجرة، بما في ذلك 13 من أصل 14 من نوع سيفرت، و68 من أصل 77 من نوع LINER، و13 من أصل 22 من نوع ALG و56 من أصل 100 من مجرات HII، لكن لا يمكننا استبعاد التلوث من العمليات غير المرتبطة بنشاط النواة في المصادر ذات اللمعان النووي \(\lesssim 10^{39}\) إرج ثانية\(^{-1}\). أنشأنا دالة لمعان سيني (XLF) ووجدنا أن دالة اللمعان السيني المحلية للمجرات، عند تضمين جميع أنواع AGN، يمكن تمثيلها بقانون أسّي واحد بميول \(-0.54 \pm 0.06\). نسبة إدينغتون لمجرات سيفرت عادة ما تكون أعلى بـ 2–4 مراتب من LINERs وALGs ومجرات HII، والتي يتم رصدها غالباً بنسب إدينغتون \(\lesssim 10^{-3}\). باستخدام قياسات خطوط [OIII] وكتل الثقوب السوداء من الأدبيات، نظهر أن LINERs ومجرات HII وALGs تتبع علاقات متشابهة عند اللمعان المنخفض، مما يشير إلى أن بعض المجرات "غير النشطة" قد تحتوي على نوى مجرية نشطة ضعيفة.
أشعة إكس: المجرات – المجرات: النشطة
في المناطق النووية للمجرات القريبة، تُستخدم مخططات نسب خطوط الانبعاث البصرية (المعروفة بمخططات BPT) عادةً للتمييز بين تشكل النجوم (SF) والالتهام على الثقوب السوداء فائقة الكتلة (SMBHs)، والمعروفة باسم النوى المجرية النشطة (AGN) . عند أدنى مستويات اللمعان، قد تكون خطوط الانبعاث البصرية ضعيفة جداً بحيث لا توفر تفسيراً موثوقاً للنشاط النووي. تظهر هذه المشكلة بشكل خاص في النوى المجرية النشطة منخفضة اللمعان (LLAGN)، والتي تُعرّف بلمعان H\(\alpha\)، LHα \(< 10^{40}\) إرج ثانية\(^{-1}\) أو بلمعانها السيني LX-ray \(< 10^{42}\) إرج ثانية\(^{-1}\) . تشمل هذه التعريفات عادةً النوى النشطة القريبة مثل مجرات سيفرت ومناطق انبعاث النوى منخفضة التأين (LINERs) ، والتي يُحتمل أن تكون مدفوعة بمحرك AGN مركزي. أما المجرات الأخرى، مثل نوى مجرات HII ومجرات خطوط الامتصاص (ALGs)، فلا تملك خطوط انبعاث قوية بما يكفي لتأكيد وجود AGN بشكل قاطع، لكنها قد تحتوي على ثقب أسود فائق الكتلة ضعيف أو خامل، وفي هذه الحالة قد تضم نواة نشطة منخفضة اللمعان.
دراسة LLAGN مهمة لعدة أسباب. فهي تمثل النوع الأكثر عدداً من AGN في الكون ويُعتقد أن لمعانها المنخفض ناتج عن مزيج من معدلات الالتهام المنخفضة والكفاءة الإشعاعية المنخفضة لعمليات الالتهام غير الفعالة . غالباً ما ترتبط LLAGN بثقوب سوداء ذات كتل أقل (\(<10^{7}~M_{\odot}\)) وتمثل الحالة الأكثر شيوعاً للالتهام في الثقوب السوداء فائقة الكتلة . لذلك، توفر LLAGN أفضل فرصة لفهم غالبية سكان AGN، وهو أمر مهم لنماذج تطور الثقوب السوداء فائقة الكتلة، وفيزياء وكفاءة الالتهام عند أدنى مستويات اللمعان، وآليات تحفيز الالتهام ودوال اللمعان المحلية للثقوب السوداء.
لكشف وجود LLAGN في مجرة قريبة عندما تكون خطوط الانبعاث البصرية ضعيفة أو غائبة، يجب استخدام بيانات متعددة الأطوال الموجية. غالباً ما يتم اكتشاف AGN عند الأطوال الموجية السنتيمترية لأن الغبار في الوسط بين النجمي شفاف، مما يسمح برؤية غير محجوبة لأنوية المجرات القريبة. ومع ذلك، فإن اللمعان الراديوي لـ LLAGN غالباً ما يكون منخفضاً جداً (\(10^{-4}\) من الناتج الكلي؛ ) ويمكن أن يتلوث بتشكل النجوم. لذا للتمييز بين AGN وتشكّل النجوم نحتاج إلى حساسية عالية ودقة زاوية عالية. لذلك قمنا برصد جميع المجرات البالغ عددها 280 فوق الميل \(\delta > +20^{\circ}\) من عينة بالومار الطيفية الساطعة باستخدام مصفوفة التداخل الراديوي \(e\)-MERLIN ضمن برنامج Legacy e-MERLIN Multi-band Imaging of Nearby Galaxies Survey (LeMMINGs؛ ). تعتبر عينة بالومار الأكثر اكتمالاً إحصائياً للمجرات القريبة. يوفر LeMMINGs حساسية دون الميلي-جنس مع دقة \(0.15''\) عند 1.5 غيغاهرتز و\(0.05''\) عند 5 غيغاهرتز (التحليل جارٍ وسيُعرض في أوراق مستقبلية).
لا يمكن للملاحظات الراديوية وحدها دائماً التمييز بين AGN ومصادر أخرى، لذا هناك حاجة لملاحظات إضافية في نطاقات موجية أخرى. نطاق الأشعة السينية ذو قيمة خاصة: انبعاث سيني مدمج بطيف قانون أسّي حاد (مؤشر الفوتون، \(\Gamma=1.3-2.1\)، حيث \(\mathrm{n(E)dE} \propto E^{-\Gamma}\)) يُفسر عادةً كدليل قاطع على وجود AGN . ومع ذلك، يمكن أن يتلوث الانبعاث السيني في مراكز المجرات بالثنائيات السينية (XRBs) ومصادر الأشعة السينية فائقة اللمعان (ULXs) عند لمعان أقل من \(10^{39}\) إرج ثانية\(^{-1}\). لم تكن ملاحظات ROSAT السابقة تملك دقة زاوية كافية لإزالة مساهمة هذه المصادر ، مما استلزم استخدام تصوير سيني بدقة أقل من ثانية قوسية لا يتوفر إلا مع مرصد Chandra . يتيح الجمع بين الدقة الزاوية العالية والحساسية العالية التي يوفرها Chandra اكتشاف أنوية باهتة حتى لمعان سيني \(10^{39-42}\) إرج ثانية\(^{-1}\) .
ركزت الدراسات السينية للنوى النشطة منخفضة اللمعان القريبة على المجرات "النشطة" المعروفة مثل سيفرت وLINERs ، وغالباً ما تعود بنسبة اكتشاف نوى سينية \(\gtrsim 60\%\). ومع ذلك، غالباً ما أغفلت هذه الدراسات مجرات HII وALG التي قد تحتوي أيضاً على AGN. دراسات أخرى أعطت الأولوية لعينات أكبر قد تشمل هذه المصادر "غير النشطة"، لكن الطبيعة غير المتجانسة لهذه العينات تجعل المقارنات الإحصائية بين الأنواع المختلفة من المصادر صعبة: استخدم Chandra وXMM-Newton وROSAT لدراسة 187 هدفاً ضمن مسافة 15 ميغا فرسخ لكن بمعاييرهم الخاصة؛ حلل 383 هدفاً من أرشيف Chandra المنحاز نحو AGN المعروفة ومصادر خارج النواة مثل ULXs؛ أنشأ عينة محدودة بالحجم (\(d<50\) ميغا فرسخ) من Chandra، ووجد نسبة اكتشاف 44% لجميع المجرات، بما في ذلك "غير النشطة"، لكن العينة كانت محدودة بعدد الملاحظات في أرشيف Chandra. سعياً لتجاوز هذه المشكلات وتجميع عينة مكتملة إحصائياً من LLAGN، أنشأنا فهرساً للانبعاث السيني النووي في المجرات القريبة المختارة من مسح بالومار والمغطاة ببيانات LeMMINGs، وجمعنا جميع البيانات المتاحة في أرشيف Chandra. حصلنا على 48 ملاحظة جديدة لمجرات قريبة لاستكمال العينة في نطاق ميل محدد. يحتوي فهرسنا على تصوير سيني بدقة أقل من ثانية قوسية وغير متحيز تجاه المجرات "غير النشطة" بسبب اختيار العينة الأم.
هيكل الورقة كما يلي: في القسم 2، نصف الملاحظات ومعالجة البيانات، في القسم 3 نعرض نتائج بيانات Chandra السينية ونقدم المصادر المكتشفة. في القسم 4، نناقش النتائج وتداعيات الانبعاث السيني في الكون القريب. أخيراً، في القسم 5 نلخص نتائجنا ونقدم الاستنتاجات.