[논문 리뷰] On the evolutionary behaviour of BL Lac objects

N. Bade, V. Beckmann외 6명|arXiv (Cornell University)|1998. 03. 17.

Astrophysics and Cosmic Phenomena인용 수 8

한 줄 요약

이 연구는 ROSAT 전체천구조사에서 유도된 39개의 BL Lac 물체로 구성된 유속한정 샘플을 분석하여 X선 스펙트럼 성질을 이용해 그들의 진화 행동을 조사한다. 극도로 X선이 지배하는 하위군에서만 강한 음의 진화가 관측되며, 중간 물체들은 진화가 없음을 보여, 이 중간 물체들이 기본 BL Lac 인구를 대표하며, 극도로 X선이 지배하는 상태는 그들의 진화에서 일시적인 상태일 수 있음을 시사한다.

ABSTRACT

We present a new well defined sample of BL Lac objects selected from the ROSAT All-Sky Survey (RASS). The sample consists of 39 objects with 35 forming a flux limited sample down to f_X = 8 x 10^{-13} cgs, redshifts are known for 33 objects (and 31 of the complete sample). X-ray spectral properties were determined for each object individually with the RASS data. The luminosity function of RASS selected BL Lac objects is compatible with results provided by objects selected with the Einstein observatory, but the RASS selected sample contains objects with luminosities at least tenfold higher. Our analysis confirms the negative evolution for X-ray selected BL Lac objects found in a sample by the Einstein observatory, the parameterization provides similar results. A subdivision of the sample into halves according to the X-ray to optical flux ratio yielded unexpected results. The extremely X-ray dominated objects have higher redshifts and X-ray luminosities and only this subgroup shows clear signs of strong negative evolution. The evolutionary behaviour of objects with an intermediate spectral energy distribution between X-ray and radio dominated is compatible with no evolution at all. Consequences for unified schemes of X-ray and radio selected BL Lac objects are discussed.We suggest that the intermediate BL Lac objects are the basic BL Lac population. The distinction between the two subgroups can be explained if extreme X-ray dominated BL Lac objects are observed in a state of enhanced X-ray activity.

연구 동기 및 목표

• ROSAT 전체천구조사에서 유도된 명확하게 정의된 유속한정 샘플을 이용해 BL Lac 물체의 진화 행동을 조사하는 것.
• X선으로 선별된 BL Lac 물체가 천체론적 진화를 보이는지, 특히 빛의 세기와 적색편이 분포에서 어떻게 변화하는지 확인하는 것.
• BL Lac 물체의 스펙트럼에너지분포(SED) 클래스가 서로 다른 진화 상태를 나타낼 수 있다는 가설을 시험하는 것.
• X선과 전파로 선별된 BL Lac 물체의 통합모델에 대한 결과의 함의를 평가하는 것.
• 극도로 X선이 지배하는 상태가 본질적인 인구 차이인지, 일시적인 활동 상태인지 명확히 하는 것.

제안 방법

• ROSAT 전체천구조사에서 f_X = 8 × 10⁻¹³ erg cm⁻² s⁻¹ 이하로 유속한정된 39개의 BL Lac 물체 샘플을 선별하였다.
• 각 물체의 X선 스펙트럼 성질을 RASS 데이터로부터 유도하여 빛의 세기와 스펙트럼 인덱스를 산정하였다.
• RASS로 선별된 샘플의 빛의 세기 함수를 구축하고 이전의 엑스퍼트 관측소 결과와 비교하였다.
• X선 대 광학 복사율 비율을 기준으로 두 그룹으로 샘플을 분할: 극도로 X선이 지배하는 그룹과 중간 SED 물체 그룹.
• 두 하위군 간의 적색편이와 X선 빛의 세기 분포를 분석하여 진화 경향을 평가하였다.
• 통계적 모델링을 적용하여 특히 극도로 X선이 지배하는 하위군에서의 음의 진화 정도를 정량화하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 X선으로 선별된 BL Lac 물체는 천체론적 진화를 보이며, 만약 그렇다면 SED 클래스에 따라 어떻게 다를까?
• RQ2 어떤 BL Lac 물체에서 관측된 X선 지배는 본질적인 인구 차이 때문인지, 일시적인 활동 상태 때문인지?
• RQ3 중간 SED BL Lac 물체는 진화의 흔적을 보이나 않으며, 이는 통합모델에서 그들의 역할에 어떤 함의를 갖는가?
• RQ4 RASS로 선별된 BL Lac 물체의 빛의 세기 함수는 엑스퍼트로 선별된 샘플과 어떻게 비교되는가?
• RQ5 극도로 X선이 지배하는 물체와 중간 BL Lac 물체 간의 구분은 단일 진화 시퀀스로 설명될 수 있는가?

주요 결과

• RASS로 선별된 BL Lac 물체 샘플은 엑스퍼트로 선별된 샘플보다 적어도 10배 이상 높은 X선 빛의 세기를 보이며, 더 높은 빛의 세기의 소스로의 이동을 시사한다.
• 강한 음의 진화는 오직 극도로 X선이 지배하는 하위군에서 관측되며, 이들은 더 높은 적색편이와 X선 빛의 세기를 보인다.
• X선 대 광학 복사율 비율이 전파와 X선이 지배하는 물체 사이에 있는 중간 SED 그룹은 유의미한 진화를 보이지 않는다.
• RASS 샘플의 빛의 세기 함수는 이전 엑스퍼트 결과와 일치하며, 서로 다른 선별 기준 간의 일관성을 확인한다.
• 결과는 중간 SED BL Lac 물체가 기본 BL Lac 인구를 대표하며, 극도로 X선이 지배하는 상태는 본질적인 인구 차이보다는 활동 상태의 강화 때문일 가능성이 높음을 시사한다.
• 두 하위군 간의 구분은 극도로 X선이 지배하는 것이 높은 X선 활동 상태의 일시적인 단계를 반영하는 단일 통합모델로 가장 잘 설명된다.