[論文レビュー] Does the optical-to-X-ray energy distribution of quasars depend on optical luminosity?

Wei Yuan, J. Siebert+1 more|arXiv (Cornell University)|May 9, 1998

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、実際の光度関数を用いたモンテカルロシミュレーションを用いて、クェーサーにおける光学的からX線へのエネルギー分布が光学的光度に依存するかどうかを調査している。その結果、観測されたα_oxと光学的光度の相関は、特に光学的光度の分散が大きい場合に、根本的な物理的性質ではなく、光度の分散に起因して生じることが判明した。これは、相関が選択効果に起因するアーティファクトである可能性を示唆している。

ABSTRACT

We report on a detailed analysis of the correlation between the optical-UV (Lo) and X-ray (Lx) luminosities of quasars by means of Monte Carlo simulations, using a realistic luminosity function. We find, for a quasar population with an intrinsically constant, mean X-ray loudness alpha_ox, that the simulated alpha_ox - Lo relation can exhibit various `apparent' properties, including an increasing alpha_ox with Lo, similar to what has been found from observations. The determining factor for this behavior turns out to be the relative strength of the dispersions of the luminosities, i.e. their deviations from the mean spectral energy distribution at the optical and X-ray bands, such that a dispersion larger for the optical luminosity than for the X-ray luminosity tends to result in an apparent correlation. We suggest that the observed alpha_ox - Lo correlation can be attributed, at least to some extent, to such an effect, and is thus not an underlying physical property. The consequences of taking into account the luminosity dispersions in an analysis of the observed luminosity correlations is briefly discussed. We note that similar considerations might also apply for the Baldwin effect.

研究の動機と目的

• クェーサーにおける光学的からX線へのエネルギー分布が光学的光度に依存するかどうかを検討すること。
• α_oxと光学的光度（Lo）の間の観測された相関が物理的効果であるのか、統計的アーティファクトであるのかを特定すること。
• 光度関数の分散がクェーサーのデータにおける見かけの相関をどのように形成するかを評価すること。
• 光度分散がベールド効果やその他のクェーサーの相関を解釈する上で及える影響を評価すること。

提案手法

• モンテカルロシミュレーションを用いて、現実的な光度関数を持つクェーサー集団をモデル化する。
• 集団全体で一定の平均X線高さ（α_ox）を仮定する。
• 光学（Lo）およびX線（Lx）バンドにおける光度分散を明示的にモデル化し、変化させる。
• シミュレートされたα_ox–Lo関係を観測データと比較し、見かけの相関を評価する。
• 光学的光度とX線光度の分散の相対的な強さが、見かけの傾向をどのように駆動するかを分析する。
• 観測選択効果および光度関数の形状を考慮に入れる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 クェーサーにおけるα_oxと光学的光度の間の観測相関は、真の物理的依存関係を反映しているのか？
• RQ2 Loの増加に伴いα_oxが上昇する見かけの傾向は、本質的物理的要因ではなく統計的効果によって説明可能か？
• RQ3 光学およびX線バンドにおける光度分散は、観測されたα_ox–Lo関係にどのように影響を与えるか？
• RQ4 選択効果および測定のばらつきが、物理的相関を模倣する程度はどの程度か？
• RQ5 同様の統計的効果が、クェーサー分光におけるベールド効果を説明できるか？

主な発見

• 内在的なX線高さが一定であっても、シミュレーションでα_oxと光学的光度の観測相関を再現できる。
• X線光度と比較して、光学的光度の分散が大きいと、α_oxとLoの見かけの正の相関が生じる。
• 見かけの相関は主に光度分散の相対的強さに起因し、物理的進化や内在的スケーリングとは無関係である。
• 本研究では、観測されたα_ox–Lo関係が選択効果および測定のばらつきに起因するアーティファクトである可能性を示唆している。
• これらの発見は、クェーサーにおける光度相関を物理的プロセスの証拠として解釈する際の慎重さを示唆している。
• 同様の統計的効果が、ベールド効果の背後にある可能性があり、一部の観測相関が非物理的起源である可能性を示唆している。