[論文レビュー] The broad line and gamma-ray luminosity relation in Fermi blazars

T. Sbarrato, G. Ghisellini+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 3, 2011

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、SDSSおよびFermi-LATデータを用いて、Fermi BLラクの広い発光線輝度とガンマ線輝度の間に強い相関が存在することを確立した。BLラク/FSRQ分類は、Eddington単位での線輝度によって規定されており、タイプ間には滑らかな移行が存在するが、この連続性を確認するにはさらなるデータが必要である。

ABSTRACT

We study the relation between the mass accretion rate, the jet power, and the black hole mass of blazars. To this aim, we make use of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) and the 11 months catalog of blazars detected at energies larger than 100 MeV by the Large Area Telescope (LAT) onboard the Fermi satellite. This allows to construct a relatively large sample of blazars with information about the luminosity (or upper limits) of their emission lines used as a proxy for the strength of the disc luminosity and on the luminosity of the high energy emission, used as a proxy for the jet power. We find a good correlation between the luminosity of the broad lines and the gamma-ray luminosity as detected by Fermi, both using absolute values of the luminosities and normalising them to the Eddington value. The data we have analyzed confirm that the division of blazars into BL Lacs and Flat Spectrum Radio Quasars (FSRQs) is controlled by the line luminosity in Eddington units. For small values of this ratio the object is a BL Lac, while it is a FSRQs for large values. The transition appears smooth, but a much larger number of objects is needed to confirm this point.

研究の動機と目的

• blazarにおける質量降着率、ジェット出力、およびブラックホール質量の関係を調査すること。
• BLラクとFSRQの区別が物理的に意味を持つものか、それとも単に輝度に基づく区別に過ぎないかを特定すること。
• 観測データを用いて、BLラクとFSRQタイプ間の移行が滑らかであるか、それとも急激であるかを評価すること。
• 広い発光線輝度を円盤輝度の代理として、ガンマ線輝度をジェット出力の代理として使用すること。

提案手法

• 広い発光線輝度を円盤輝度の代理として得るために、Sloan Digital Sky Survey (SDSS) データを用いた。
• 11か月分のFermi-LATカタログと組み合わせ、ガンマ線輝度をジェット出力の代理として得た。
• 両方の輝度をEddington輝度で正規化し、異なる源間での比較を可能にした。
• 広い発光線輝度のEddington正規化値とガンマ線輝度の相関を、多数のblazarに対して分析した。
• 観測された相関の有意性およびBLラク/FSRQ移行の性質を検証するための統計的分析を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Fermi BLラクにおいて、広い発光線輝度とガンマ線輝度の間に有意な相関が存在するか？
• RQ2 Eddington正規化線輝度は、BLラクとFSRQを効果的に区別できるか？
• RQ3 輝度特性の観点から、BLラクとFSRQタイプ間の移行は滑らかか、それとも急激か？
• RQ4 ガンマ線輝度は、blazar集団においてジェット出力の信頼できる代理として機能できるか？

主な発見

• Fermi BLラクにおいて、Eddington正規化広い発光線輝度とガンマ線輝度の間に強い相関が確認された。
• BLラクとFSRQの区別は主にEddington単位での線輝度によって決定されており、低値はBLラクを示し、高値はFSRQを示す。
• 2つのクラス間の移行は急激ではなく滑らかであるように見えるが、現在のサンプルサイズでは明確な確認が制限されている。
• 本研究では、Eddington輝度で正規化されたガンマ線輝度が、ジェット出力の有効な代理であることが確認された。