[論文レビュー] Radio-Variability in Radio-Quiet Quasars and Low-Luminosity AGN

H. Falcke, Joseph Lehár+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 28, 2000

Radio Astronomy Observations and Technology参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、VLA観測を用いて、電波非活性および低輝度AGNにおける電波変動性を調査し、月次および年次変動が顕著であることを明らかにした（クェーサーでは10–20% RMS、低輝度AGNでは最大300%のピーク・ツー・ピーク変動）。これにより、これらの源における電波放射がAGN関連であり、ジェット活動および降着変動と関連していることが確認された。結果は、AGNのタイプにかかわらず、降着とジェット形成の共生モデルが成り立つことを支持している、たとえ電波弱い系であっても。

ABSTRACT

We report on two surveys of radio-weak AGN to look for radio variability. We find significant variability with an RMS of 10-20% on a timescale of months in radio-quiet and radio-intermediate quasars. This exceeds the variability of radio cores in radio-loud quasars (excluding blazars), which vary only on a few percent level. The variability in radio-quiet quasars confirms that the radio emission in these sources is indeed related to the AGN. The most extremely variable source is the radio-intermediate quasar III Zw 2 which was recently found to contain a relativistic jet. In addition we find large amplitude variabilities (up to 300% peak-to-peak) in a sample of nearby low-luminosity AGN, Liners and dwarf-Seyferts, on a timescale of 1.5 years. The variability could be related to the activity of nuclear jets responding to changing accretion rates. Simultaneous radio/optical/X-ray monitoring also for radio-weak AGN, and not just for blazars, is therefore a potentially powerful tool to study the link between jets and accretion flows.

研究の動機と目的

• 電波非活性および低輝度AGNが検出可能な電波変動性を示すかどうかを特定し、電波放射がAGNとは無関係であるという仮定に疑問を呈すること。
• 電波非活性クェーサーにおける電波放射が、降着プロセスと関連する相対論的ジェット由来であるという仮説を検証すること。
• コンパクト核における降着率の変動と電波変動との関連を調査すること。
• 電波弱いAGNにおける同時多波長（電波/可視光/X線）モニタリングの実現可能性と科学的価値を評価すること。
• ブラックホール質量の違いまたは降着モードの違いが、クェーサーと低輝度AGNの間で観測された変動幅の差を説明できるかどうかを評価すること。

提案手法

• 30体の電波非活性および電波中間的クェーサーに対して、2年間にわたり月次で8.5 GHzのVLA観測を実施し、1年後に追加観測を実施した。
• 校正および測定誤差を補正するため、非バイアス化された変動インデックスを用いて電波フレックスの変化を定量化した。
• 48体の低輝度AGN（LINERおよび矮星セイフェート）に対して、深さと高解像度の15 GHz VLA Aアレイ観測を実施し、3エポックを約1.5年間隔で配置した。
• 拡張構造からの汚染を避けるために、コンパクト核のフレックス密度のみを対象とした。
• 光曲線および変動インデックスを分析し、顕著なフレックス変動を特定し、統計的有意性を評価した。
• さまざまなAGNタイプ間での変動幅を比較し、Rパラメータ（電波対可視光フレックス比）およびブラックホール質量の推定値と相関をとった。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 電波非活性クェーサーにおける電波放射は、検出可能な変動によって示されるように、真にAGN関連であると言えるか？
• RQ2 低輝度AGNにおける電波変動の振幅と時標高は何か？クェーサーと比較するとどうなるか？
• RQ3 電波弱いAGNにおける電波変動は、相対論的ビーミングではなく、降着率の変化によって説明可能か？
• RQ4 観測された変動は、降着円盤と相対論的ジェット形成の共生モデルを支持するか？
• RQ5 低輝度AGNにおける高い変動性は、ブラックホール質量が低いこと、またはより不安定な降着モード（例：星風供給）に起因するのか？

主な発見

• 電波非活性および電波中間的クェーサーは、月次スケールで10–20%のRMSで顕著な変動を示し、電波強度クェーサー（ブルーレイズを除く）の数パーセント未満の変動よりも顕著である。
• 最も極端な変動は、相対論的ジェットを有する電波中間的クェーサーIII Zw 2で観測され、電波放射がジェット由来であるという仮説を支持した。
• 低輝度AGNは、1.5年間隔のスケールで最大300%のピーク・ツー・ピーク変動を示し、NGC2787、NGC4143、NGC4565は特に顕著な変動を示した。
• 低輝度AGNにおける変動インデックスの分布から、顕著な変動が一般的であることが示され、振幅は20–70%の範囲に分布していた。
• クェーサーと比較して低輝度AGNのほうが高い変動性を示すのは、ブラックホール質量が低いこと、またはより不安定な降着モード（例：星風供給）に起因する可能性がある。
• 結果は、電波非活性AGNにおける電波放射がAGN関連であることを確認し、降着-ジェット結合を研究するための連携多波長モニタリングの必要性を支持した。