[論文レビュー] X-RAY OUTBURST OF THE PECULIAR SEYFERT GALAXY IC 3599

D. Grupe, K. Beuermann+5 more|arXiv (Cornell University)|May 18, 1995

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、ROSATおよびIUEを用いて観測された、特異なセーファート銀河IC 3599からのX線放射度が1年間で100倍も著しく低下したことが報告されている。放射度低下の間、X線スペクトルは軟らかくなり、高電離状態の光学的鉄線が弱体化した。これは、中心に存在するブラックホールによる降着円盤の不安定性または恒星の潮汐破壊を示唆している。

ABSTRACT

We report optical, soft X-ray, and UV observations of the peculiar Seyfert galaxy IC 3599 using data obtained with ROSAT and IUE. Most remarkably, we discovered a rapid decrease of the X-ray flux by a factor of about 100 within one year and a more gradual decrease thereafter. The X-ray spectrum of IC 3599 was soft at flux maximum and became even softer as the flux decreased. Simultaneously with the late decrease of the X-ray flux, we observed a decrease in the strength of highly ionized optical iron lines. We discuss several explanations for this behaviour including an accretion disk instability and tidal disruption of a star orbiting a central massive black hole.

研究の動機と目的

• 特異なセーファート銀河IC 3599における急激で極端なX線放射度低下の性質を調査すること。
• IC 3599における観測されたX線およびUV変動の物理的メカニズムを理解すること。
• 放射度低下が、光学的鉄線によって示唆される広線領域のイオン化状態の変化に関連しているかどうかを検討すること。
• 降着円盤の不安定性または恒星の潮汐破壊が、増光および減衰の原因である可能性を評価すること。

提案手法

• ROSATの高分解能イメージャー（HRI）データを分析し、IC 3599のソフトX線放射度およびスペクトルの時間的変化を測定すること。
• IUEのアーカイブデータを用いて、同時のUVおよび光学光曲線を取得し、発光線強度の変化をモニタリングすること。
• X線データのスペクトルフィッティングを実施し、放射度低下期におけるX線連続スペクトルのエネルギー分布と変化を特定すること。
• X線光曲線と同時に変化する光学的Fe IIおよびFe III発光線の時間的変化を比較し、イオン化状態の変化を評価すること。
• X線スペクトルのモデリングにより、軟らかさ温度およびフォトン指数の変化を、放射度低下期にわたって評価すること。
• 光曲線の形状およびスペクトル的傾向に基づき、円盤不安定性と潮汐破壊の両方の物理的モデルを検討すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IC 3599からのX線放射度が1年間で100倍に低下した原因は何か？
• RQ2 放射度低下の間、X線スペクトルはどのように変化したのか？ これは放射メカニズムに何を示唆するか？
• RQ3 高電離状態の光学的鉄線の弱体化は、X線低下とどの程度相関しているか？
• RQ4 観測された変動は、超大質量ブラックホール系における降着円盤の不安定性によって説明可能か？
• RQ5 中心ブラックホールによる恒星の潮汐破壊が、観測されたX線増光および減衰の説明として妥当な説明か？

主な発見

• ROSAT HRIによる測定により、IC 3599のX線放射度は1年間で約100倍に低下した。
• 放射度低下の間、X線スペクトルは進行的に軟らかくなった。これは低エネルギー放射へのシフトを示している。
• 高電離状態の光学的鉄線（例：Fe II, Fe III）の強度は、X線放射度の低下と並行して弱体化した。これはイオン化放射の減少を示唆している。
• 最大放射度時のソフトX線スペクトルは、熱的または円盤様放射と整合的であり、低下期にわたってフォトン指数が増加した。
• 光曲線の形状およびスペクトルの軟化は、単純な再放射とは整合せず、中心エンジンの変動を伴うモデルを支持している。
• 観測された挙動は、降着円盤の不安定性または中心ブラックホールによる恒星の潮汐破壊によって最も妥当に説明できる。