关于HXMT巡天计划的一些建议 袁为民 AGN 科学工作组

HXMT的原初主要科学目标之一 实现宽波段X射线(1-250 keV)巡天 精确测量全天CXB 在硬X射线能段(20-250keV )具有世界最高灵敏度和空间分辨率 0.5mCrab in½ year 全面超越HEAO-1 (1977) 精确测量全天CXB 发现大批近邻宇宙中被尘埃遮挡的超大质量黑洞和未知类型天体，分解和确定宇宙硬X射线背景辐射的来源 Complete, unbiased survey of hard X-ray selected AGN ~1000 AGN

巡天的主要科学目标已经基本上 被Swift/BAT 所实现 1mCrab=2.4E-11 (cgs) 22 个月的 Swift/BAT扫描结果 (Tueller et al. 2010) Log N ∞ -1.5log S 灵敏度：1mCrab, 461 surces, 266 AGN detected 到2015：~ 0.43mCrab ~1000 AGN predicted

54-month survey: 1256 detections; 57% are AGN (Cusumano et al. 201) 70-month survey: ~1100 detections, ~ 500AGN (Baumgartner et al. 2011)

What else can HXMT do (in AGN survey)? HXMT科学目标的根本转变（acceptable?) 全天CXB不能测量 开展更深的巡天, 探测灵敏度超过BAT-2015 全天巡天 部分天区

HXMT可能的巡天模式 （A）全天巡天 按原计划巡天（半年, ~0.5mCrab）将完全重复BAT巡天，科学意义最小 比BAT2015深一倍(0.25mCrab) ： 探测AGN为BAT的2.8倍（～2800），～1000为BAT探测到的源（光变？） 优点：～1800AGN（大部分遮蔽的）为HXMT首次发现 缺点： 对于AGN的硬X射线统计研究（如验证AGN统一模型）将不会比基于BAT样本的结果有显著的改进，因为： 样本统计性没有显著提高 在AGN的参数空间上的分布没有太大差别 耗时

HXMT可能的巡天模式 （B）局部天区更深度的巡天 灵敏度: 1x10-12 erg/s/cm2 (0.04mCrab) 比BAT巡天的终极灵敏度 深1个数量级 需要100 x 倍观测时间, sensit. ∞ T-1/2 探索的距离尺度 101/2 x 倍 巡天面积: for example 410 sqr.deg. (1% 4π) for ½ year 1000 sqr.deg. (2.4% 4π) for 1.2 year 覆盖的空间体积／BAT巡天体积 30%, for ½ year 75%. for 1.2 year 探测的AGN数目N ∞ ΩS-3/2, 230-360 for ½ year (different ways of estimation) 570-900 for 1.2 year

HXMT可能的巡天模式 （B）局部天区更深度的巡天 优点（与方案A相比）： 遮蔽AGN样本的参数空间延伸至更大范围：红移0.4－0.5,光度范围1041.5-1046erg/s。使得我们可以获得更高红移、更暗或更亮的遮蔽AGN样本。 CXB被分解的比例提高了101/2倍（目前BAT给出的结果约为1-2%） 缺点： 同样巡天时间，探测到的源数目相对少 不是全天

HXMT可能的巡天模式 （B）局部天区更深度的巡天 巡天周期、天区大小及探测的AGN数目

局部天区更深度的巡天：科学需求 Go deeper in logN-logS ~ 0.5-0.9/sqr.deg. Increased fraction of resolved CXB flux into AGN by a factor of 101/2. (BAT: ~1.5% )

局部天区更深度的巡天：科学需求 探索更高红移的遮蔽AGN，redshifts up to z~0.5: evolution? HXMT局部深度巡天 1x10-10 erg/s/cm2 ~2x10-11 erg/s/cm2 1x10-12 erg/s/cm2

局部天区更深度的巡天：科学需求 Extend to lower luminosity AGN Sy1/Sy2 ratio with Lx, test unification model

与BAT巡天和NuStar 深场巡天的关系 天区大小 HXMT中等深度巡天 与BAT survey 和Nustar 深场巡天互补，并作为连接二者的桥梁 1E-11cgs 1E-12cgs 1E-14cgs 巡天灵敏度

巡天观测模式

小结 综合考虑，中等深度巡天优于全天巡天和不巡天 中等深度巡天 意义 可能的问题: 比BAT巡天的终极灵敏度 深1个数量级, 1x10-12 erg/s/cm2 (0.04mCrab) 500-1000 sqr.deg., 0.5-1.2yr survey time 500－900 AGN predicted, z~0.5 意义 部分实现了HXMT原初的主要科学目标 Extend the BAT survey to higher sensitivity and higher Z 与BAT survey 和Nustar 深场巡天互补，并作为连接二者的桥梁 可能的问题: technical complication? Feasibility？修改扫描方式？ 系统稳定性，背景？

What do we gain out of such a survey? Explore higher redshifts Up to z~0.5: evolution? 1x10-11 erg/s/cm2 1x10-12 erg/s/cm2 1x10-10 erg/s/cm2 ~2x10-11 erg/s/cm2 HXMT survey BAT survey

An even deeper/narrower survey? No! Nustar (13’x13’ fov) will do a much better job than HXMT So a medium survey in depth and area by HXMT will bridge BAT and Nustar, and complement the two

What else can HXMT do (in AGN science)? Push deeper sensitivity of the All-sky survey 2 times deeper (0.25mCrab) requires 2-year survey AGN number increases by 2^(3/2)=2.8: new obscured AGN however, little improvement in scientific statistical results Give up extragalactic survey completely? ? Not acceptable? We should measure CXB anyway Compromise: a significantly deeper, small area survey Scientifically significant improvement in sensitivity: one order of magnitude deeper: 1x10-12 erg/s/cm2 (0.04mCrab)