[論文レビュー] Changing-look Active Galactic Nuclei

Cláudio Ricci, Benny Trakhtenbrot|arXiv (Cornell University)|Nov 9, 2022

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 21

ひとこと要約

このレビューは changing-look AGN を二つのクラス—changing obscuration (CO-AGN) と changing-state (CS-AGN)—に区別し、それぞれの物理的起源、観測的手掛かり、そして主要な未解決問題を要約する。

ABSTRACT

Active Galactic Nuclei (AGN) are known to show flux variability over all observable timescales and across the entire electromagnetic spectrum. Over the past decade, a growing number of sources have been observed to show dramatic flux and spectral changes, both in the X-rays and in the optical/UV. Such events, commonly described as "changing-look AGN", can be divided into two well-defined classes. Changing-obscuration objects show strong variability of the line-of-sight column density, mostly associated with clouds or outflows eclipsing the central engine of the AGN. Changing-state AGN are instead objects in which the continuum emission and broad emission lines appear or disappear, and are typically triggered by strong changes in the accretion rate of the supermassive black hole. Here we review our current understanding of these two classes of changing-look AGN, and discuss open questions and future prospects.

研究の動機と目的

• X線および光学/紫外線バンドにわたる changing-look AGN の観測現象を要約する。
• changing-obscuration および changing-state イベントに提案されている物理機構を明確にする。
• 変動性がBLR、トーラス、降着プロセスの幾何学とダイナミクスをどのように示唆するかを論じる。
• 遮蔽物質の位置と性質、およびそれらとAGN構造との関係に関する観測的制約を強調する。

提案手法

• CO-AGN および CS-AGN の歴史的・現代の X 線および光学/紫外観測を統合する。
• （塊状吸収体による日食、イオン化の変化、アウトフロー、スイッチオフ/オンのシナリオ）といった物理機構を代表的な例とともに説明する。
• タイミングとスペクトル解析を用いて、遮蔽/線発光領域（BLR、トーラス、コロナ）のスケールと位置に関する制約を要約する。
• changing-look イベントの発生頻度と性質を定量化する統計研究および調査主導の進展を論じる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 AGN における changing-look 現象を駆動する支配的な物理機構は何か？
• RQ2 遮蔽/遷移材料および発光領域は SMBH 寄与（BLR、トーラス、コーラ）に対してどこに位置し、光度およびエddington比とともにどのように変化するか？
• RQ3 局所および遠方のAGN 集団における changing-look イベントの頻度はどのくらいで、典型的な時間スケールはどれくらいか？
• RQ4 複数波長観測は changing-obscuration と changing-state のシナリオをどのように識別し、switch-off/on 振る舞いと N_H の変動をどのように区別できるか？
• RQ5 changing-look イベントは BLR 雲やAGN のアウトフローの構造とダイナミクスについて何を明らかにするのか？

主な発見

• Changing-look AGN は二つの明確に定義されたクラスに分類される：changing-obscuration (CO-AGN) と changing-state (CS-AGN)。
• CO-AGN は、円盤近傍の塊状ガスによる視線N_Hの強い変動を示し、数時間から年という速い遷移を含む。
• CS-AGN は、遮蔽だけでなく、降着速度の変化により連続スペクトルと広い線の出現・消失を示す。
• X線日食は高密度でBLR様の場所を持つ雲を示し、いくつかのケースでは彗星状の吸収体を含む。
• 長期モニタリングと広範なスペクトル coverage は switch-off/switch-on と変動 N_H のシナリオを区別するのに不可欠。
• 調査とX線/光学の連携キャンペーンは CO イベントが比較的頻繁に起き、BLRおよびトーラス構造と関連していることを示し、遮蔽材料はしばしば塵の昇華半径付近に位置する。
• CO雲とBLRガスの密度および時刻解析から推定される距離により、CO雲とBLRガスの密接な関係が示唆される。