[論文レビュー] Rate of Repeating Tidal Disruption Events with 5--19 years interval constrained by CRTS and ZTF

Yujun Yao, Luming Sun+4 more|arXiv (Cornell University)|Jan 19, 2026

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ひとこと要約

要約: 論文は CRTS データを体系的に検索し、5–19 年間隔の反復 TDE を ZTF TDE サンプルで特定、2 つの rTDE 候補を確認し、rTDE が TDE レートを長期平均の 2–3 桁上昇させることを示し、サンプルの 25–60% が rTDE を含む可能性があると推定する。

ABSTRACT

Statistics on tidal disruption events (TDEs) may be contaminated by repeating TDEs (rTDEs), which have been extensively discovered recently. However, the origin of rTDEs remains unclear. In addition, no statistical research on rTDEs with time intervals $>5$ years has been made yet. In this work, we searched for rTDEs with time intervals of 5--19 years using CRTS data in a sample of 16 ZTF BTS TDEs at $z<0.05$. We found 2 rTDE candidates, AT 2019azh and AT 2024pvu, with time intervals of 13.2 and 17.1 years, respectively. The peak luminosities of CRTS flares are close to those of ZTF flares. For the CRTS flare of AT 2024pvu, using GALEX UV observations near the peak, we measured a blackbody temperature of $\sim19500$ K, consistent with TDEs and higher than SNe. Moreover, we estimated the expected number of SNe in the sample to be $\lesssim0.08$, and hence the probability that both CRTS flares are SNe is only 0.3\%. Therefore, the possibility that both CRTS flares are SNe can be ruled out, and it is likely that both are TDEs. Using the two rTDEs, we inferred that the TDE rate is 2--3 orders of magnitude higher than the average over 5--19 years prior to TDE detection. Considering another two rTDEs with intervals of $\sim$2 years in the sample and possible rTDEs missed by CRTS, rTDEs with intervals of $<20$ years may account for 25\%--60\% of the TDE sample. We prefer to explain rTDEs as repeating partial TDEs. If so, the high fraction of rTDEs suggests that the observed optical TDE rate has been overestimated. However, the possibility of independent TDEs cannot be ruled out and requires future observational tests.

研究の動機と目的

• 5 年を超える間隔の反復 TDE（rTDE）を定量化する必要性を動機づけ、TDE レート統計のバイアスを回避する。
• 定義された TDE サンプル（z<0.05 の ZTF BTS TDE）を定義し、CRTS データで 5–19 年前のフレアを探索する。
• CRTS のフレアの性質を評価し、TDE を SN やAGN 活動と識別する。
• rTDE レートとサンプル中の割合を推定し、TDE レート解釈への影響を論じる。

提案手法

• z<0.05 の ZTF BTS TDE のサンプル 16 を CRTS 光曲線とクロスマッチして 5–19 年前のフレアを探索する。
• CRTS フレアを >5σ の過剰として、少なくとも連続する 2 点を満たすものとして同定する；それらを AT 2019azh.I と AT 2024pvu.I とラベル付けする。
• ガウス上昇・べき乗減衰の光曲線モデル（GP モデル）で CRTS フレアを特徴づけ、MCMC で適合して t_peak、L_V、立ち上がり/減衰時間、BB パラメータを導出する。
• UV（GALEX）と多波長データを用いてフレアの性質を評価し、TDE と SN を識別するための SED fitting を実施する。
• SED から推定された Mstar および SFR で宿主銀河の SN 発生率を見積もり、CRTS の SN 監視期間（EMD）を算出する。
• ベイズ推定を用いて TDE ライフサイクル（LF）と EMD を算出し、 rise/decline 時間スケールの違いを考慮して rTDE レートを推定する。

Figure 1: Host-subtracted optical light curves of AT 2019azh and AT 2024pvu. The insert panels show the partial enlargement of the CRTS flares and the GP models that fit the data (MCMC). For AT 2024pvu, we labeled the observation time of GALEX using a green dashed line.

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 5 年以上の間隔を持つ反復 TDE が、定義された局所 TDE サンプルに存在するか。
• RQ2 5–19 年間隔を考慮したとき、rTDE のレートと全 TDE 集団への分数寄与はどうなるか。
• RQ3 ZTF TDE ホストに関連する歴史的な CRTS フレアを、TDE、SN、AGN/その他のトランジェントのいずれとして確実に同定できるか。
• RQ4 rTDE の有無は、光学 TDE レートの推定と宿主特性に対する依存にどのように影響するか。
• RQ5 確認された場合の rTDE の物理的起源として、繰り返し部分 TDE などは何が考えられるか。

主な発見

• 長間隔の rTDE 候補が 2 件見つかった：AT 2019azh.I（13.2 年）と AT 2024pvu.I（17.1 年）。
• CRTS フレアの特性（ピーク輝度と温度）は TDE と整合し、SN が起源である可能性を否定。
• SN 混入確率は非常に小さい：サンプル中の SN 発生は推定 <0.08、両方の CRTS フレアが SN である確率は 0.3%。
• これらの 2 つの rTDE を含む推定 TDE レートは、検出前の平均 5–19 年より 2–3 桁高い。
• 約 2 年間隔の追加の rTDE が 2 件程度あり、見逃しの可能性を含めて、<20 年間隔の rTDE は TDE サンプルの約 25%–60% を占め得る。
• もし rTDE が再発する部分 TDE であるなら、観測される光学 TDE レートは過大評価されている可能性があり、独立した TDE を排除できず将来の検証を要する。

Figure 2: (a): The UV to MIR SED of AT 2024pvu. Blue points are the host galaxy’s SED in the quiescent state, and black line is the best-fitting model from CIGALE with the minimum $\chi^{2}$ . We show the GALEX and Swift UV photometries using red pentagrams and red triangles, respectively. The latte