[論文レビュー] On the evolutionary behaviour of BL Lac objects

N. Bade, V. Beckmann+6 more|arXiv (Cornell University)|Mar 17, 1998

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用数 8

ひとこと要約

本研究では、ROSAT全天サーベイから選ばれたフラックス制限付きの39個のBLラクティック銀河を対象に、X線スペクトル的性質を用いてその進化行動を調査した。強い負の進化は極めてX線支配的なサブグループでのみ観測されたが、中間的対象は進化を示さなかった。これは、中間的対象が根本的なBLラクティック銀河集団を表しており、極めてX線活性な状態はその進化における一時的状態である可能性を示唆する。

ABSTRACT

We present a new well defined sample of BL Lac objects selected from the ROSAT All-Sky Survey (RASS). The sample consists of 39 objects with 35 forming a flux limited sample down to f_X = 8 x 10^{-13} cgs, redshifts are known for 33 objects (and 31 of the complete sample). X-ray spectral properties were determined for each object individually with the RASS data. The luminosity function of RASS selected BL Lac objects is compatible with results provided by objects selected with the Einstein observatory, but the RASS selected sample contains objects with luminosities at least tenfold higher. Our analysis confirms the negative evolution for X-ray selected BL Lac objects found in a sample by the Einstein observatory, the parameterization provides similar results. A subdivision of the sample into halves according to the X-ray to optical flux ratio yielded unexpected results. The extremely X-ray dominated objects have higher redshifts and X-ray luminosities and only this subgroup shows clear signs of strong negative evolution. The evolutionary behaviour of objects with an intermediate spectral energy distribution between X-ray and radio dominated is compatible with no evolution at all. Consequences for unified schemes of X-ray and radio selected BL Lac objects are discussed.We suggest that the intermediate BL Lac objects are the basic BL Lac population. The distinction between the two subgroups can be explained if extreme X-ray dominated BL Lac objects are observed in a state of enhanced X-ray activity.

研究の動機と目的

• ROSAT全天サーベイから得られた明確に定義されたフラックス制限付きサンプルを用いて、BLラクティック銀河の進化行動を調査すること。
• X線選択されたBLラクティック銀河が宇宙的進化を示すかどうか、特に放射度および赤方偏移分布の観点から調査すること。
• BLラクティック銀河のスペクトルエネルギー分布（SED）クラスが、異なる進化状態を表しているという仮説を検証すること。
• X線および電波選択されたBLラクティック銀河の統一的モデルに対する結果の意味を評価すること。
• 極めてX線支配的である現象が、本質的な集団差異によるものか、一時的な活動状態によるものかを明確にすること。

提案手法

• ROSAT全天サーベイから、f_X = 8 × 10⁻¹³ erg cm⁻² s⁻¹ までを下限として、39個のBLラクティック銀河のフラックス制限付きサンプルを抽出した。
• 各対象について、RASSデータから個々のX線スペクトル的性質を導出し、放射度およびスペクトル指数を決定した。
• RASS選択サンプルの放射度関数を構築し、以前のエインシュタイン宇宙望遠鏡の結果と比較した。
• X線対可視光の放射度比に基づいて、2つのグループにサンプルを分割した：極めてX線支配的対象と中間的SED対象。
• 2つのサブグループにおける赤方偏移およびX線放射度分布の分析を通じて、進化傾向を評価した。
• 統計的モデリングを用いて、特に極めてX線支配的サブグループにおける負の進化の程度を定量化した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 X線選択されたBLラクティック銀河は宇宙的進化を示すか？ もしそうなら、異なるSEDクラス間でどのように変化するか？
• RQ2 一部のBLラクティック銀河における観測されたX線支配的状態は、本質的な集団差異によるものか、一時的な活動状態によるものか？
• RQ3 中間的SEDのBLラクティック銀河は進化の兆候を示すか？ これは統一的モデルにおけるその役割に何を示唆するか？
• RQ4 RASS選択されたBLラクティック銀河の放射度関数は、エインシュタイン選択サンプルとどのように比較できるか？
• RQ5 極めてX線支配的対象と中間的BLラクティック銀河の違いは、単一の進化系列によって説明可能か？

主な発見

• RASS選択サンプルのBLラクティック銀河は、エインシュタイン選択サンプルと比較して、少なくとも10倍以上高いX線放射度を示しており、より高放射度の源にシフトしていることを示唆している。
• 強い負の進化は、極めてX線支配的サブグループでのみ観測された。このサブグループは、より高い赤方偏移およびX線放射度を示している。
• X線対可視光放射度比が電波支配的およびX線支配的対象の間にある中間的SEDグループは、顕著な進化を示さなかった。
• RASSサンプルの放射度関数は、以前のエインシュタインの結果と整合的であり、異なる選択関数間での一貫性を確認している。
• 結果から、中間的SEDのBLラクティック銀河が根本的なBLラクティック銀河集団を表しており、極めてX線支配的状態は本質的差異ではなく、活動性の増強状態による可能性が高いと示唆される。
• 2つのサブグループの違いは、極めてX線支配的状態が高活動状態の一時的段階を示しているという統一モデルによって最もよく説明できる。