[論文レビュー] The Close AGN Reference Survey (CARS) - Mrk 1018 returns to the shadows after 30 years as a Seyfert 1

Rebecca McElroy, B. Husemann+11 more|Kölner Universitäts PublikationsServer (Universität zu Köln)|Sep 14, 2016

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 33被引用数 46

ひとこと要約

本研究では、よく知られたチェンジングルックAGNであるMrk 1018が、約30年間の明るいタイプ1活動に続いて、セイフェルト1からセイフェルト1.9状態に再び戻ったことを報告している。2015年のVLT-MUSE分光法データとアーカイブデータを用いて、Hαの幅広い線の輝度が4.75±0.5の減少を示したが、バルマー減衰は顕著な変化がなく、これは外的遮蔽によるものではなく、本質的な明るさの低下を示唆する。研究者たちは、この変化は潮汐破壊イベントや遮蔽によるものではなく、降下する降着レートによるものであると結論づけている。

ABSTRACT

We report the discovery that the known `changing look' AGN Mrk 1018 has changed spectral type for a second time. New VLT-MUSE data taken in 2015 as part of the Close AGN Reference Survey (CARS) shows that the AGN has returned to its original Seyfert 1.9 classification. The CARS sample is selected to contain only bright type 1 AGN, but Mrk 1018's broad emission lines and continuum, typical of type 1 AGN, have almost entirely disappeared. We use spectral fitting of the MUSE spectrum and previously available spectra to determine the drop in broad line flux and the Balmer decrement. We find that the broad line flux has decreased by a factor of 4.75+/- 0.5 in Hα since an SDSS spectrum was taken in 2000. The Balmer decrement has not changed significantly implying no enhanced reddening with time, but the remaining broad lines are more asymmetric than those present in the type 1 phase. We posit that the change is due to an intrinsic drop in flux from the accretion disk rather than variable extinction or a tidal disruption event.

研究の動機と目的

• 30年間にわたりタイプ1活動を示していた後、セイフェルト1からセイフェルト1.9状態に移行したMrk 1018の原因を調査すること。
• この変化が変動する遮蔽、潮汐破壊イベント（TDE）、または降着レートの低下によるものかどうかを特定すること。
• 稀なフルサイクル・チェンジングルックAGNを用いて、AGNの変動における降着物理学と時間スケールの役割を評価すること。
• スペクトルフィッティングと多波長解析を通じて、幅広い線領域および遮蔽物質の幾何学的・物理的状態を制約すること。

提案手法

• Close AGN Reference Survey (CARS) の一部として、2015年にVLT-MUSEを用いたMrk 1018の新規3次元分光法データの取得と低減。
• MUSEデータおよびアーカイブスペクトル（SDSSおよびKeckを含む）のスペクトルフィッティングにより、幅広い線および狭い線の輝度変化を測定。
• 赤外減衰（バルマー減衰：Hα/Hβ）の計算により、線の進行方向における赤化および吸収の変化を評価。
• セイフェルト1状態とセイフェルト1.9状態における幅広い線領域（BLR）の速度分散および線の非対称性を比較し、運動学的変化を推察。
• 明るさの持続期間に基づく光度および時間スケールの議論により、潮汐破壊イベント（TDE）が原因でないことを除外。
• 多波長制約および物理的推論を用いて、降着レートの低下および選択的遮蔽の代替モデルを評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 30年間のタイプ1活動に続いて、なぜMrk 1018がセイフェルト1からセイフェルト1.9状態に戻ったのか？
• RQ2 観測された輝度低下は、変動する遮蔽、潮汐破壊イベント、それとも降着レートの低下によるものか？
• RQ3 バルマー減衰に顕著な変化はあったか？ これは、進行方向における赤化や吸収の変化を示唆するか？
• RQ4 この移行期に、幅広い発光線の運動学および形状はどのように変化したか？
• RQ5 TDEや複雑な遮蔽幾何学を仮定せずに、観測されたスペクトル変化を説明できる物理的メカニズムは何か？

主な発見

• 2000年にSDSSスペクトルが取得されて以来、Mrk 1018の幅広いHα発光線の輝度が4.75±0.5の因子で低下している。
• バルマー減衰（Hα/Hβ）に顕著な変化はなく、進行方向における赤化や吸収の著しい増加は示唆されない。
• 残存する幅広い発光線は、セイフェルト1状態時に観測されたものよりも非対称性が高いため、BLR構造または運動学的性質の変化を示唆している。
• 降着レートの低下に予想されるのとは反対に、速度分散が低下していることから、バーリー係数の変化またはBLR幾何学的形状の変化が示唆される。
• Mrk 1018の明るい状態が長期間にわたり続いたことから、潮汐破壊イベント（TDE）が原因である可能性は低く、どのTDEモデルでもこのような長期間のフレアを予測しない。
• 研究者たちは、最も妥当な説明は降着レートの本質的低下であり、これは降着フローの破壊または二重超大質量ブラックホール系に起因する不安定性によるものである可能性があると結論づけている。