[논문 리뷰] Study of LINER sources with broad H(alpha) emission. Spectral energy distribution and multiwavelength correlations

George Younes, D. Porquet외 3명|arXiv (Cornell University)|2012. 01. 26.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 140인용 수 26

한 줄 요약

이 연구는 동시에 측정된 자외선 및 X선 데이터를 사용하여 여섯 개인 LINER 1s—넓은 H𝛼 선을 갖는 LINERs—의 스펙트럼 에너지 분포(SpE)와 다중파장 상관관계를 분석한다. 그 결과, 이들의 SED는 라디오-강한 준성좌와 유사하게 라디오 대역에서 나타나며, 약한 자외선 볼록부(⟨αox⟩ ≈ −1.17 ± 0.02)를 보이고, X선 스펙트럼은 라디오-침묵한 준성좌와 유사하여, 볼로메트릭 빛의 강도는 활성은하핵(AGN)보다 최소 두 계단 어두운 수준임을 확인한다. 이러한 결과는 복잡한 적출 메커니즘이 존재하며, X선 복사에서 RIAF와 제트 지배성 간의 상충되는 증거를 시사한다.

ABSTRACT

(Abridged) We attempt to infer the accretion mechanism and radiative processes giving rise to the SEDs of a well-defined optically-selected sample of LINERs showing a definite detection of broad Halpha emission (LINER 1s). We construct SEDs for six LINER~1s with simultaneous UV and X-ray fluxes, and we looked for multiwavelength, radio to X-ray and UV to X-ray, correlations. At a given X-ray luminosity, the average SED of the six LINER 1s in our sample: (1) resembles the SED of radio-loud quasars in the radio band, ~-2.7, (2) exhibits a weak UV bump, ~-1.17+-0.02 with a dispersion sigma=0.01, and (3) displays a X-ray spectrum similar to radio-quiet quasars. The bolometric luminosities inferred from the SEDs are extremely faint, at least two orders of magnitude lower than AGN. The X-ray bolometric correction, kappa_(2-10 keV), of our sample is lower than in the case of AGN, with a mean value of 16. We find a strong anticorrelation between the radio loudness parameter, R_X, and the Eddington ratio for our sample, confirming previous results. Moreover, we find a positive correlation between the radio luminosity and the X-ray luminosity which places AGN-powered LINERs, on a radio-power scale, right between low luminosity Seyferts and low luminosity radio galaxies. We complement our alpha_ox list with values derived on a well defined sample of UV-variable LINERs, and establish a strong positive correlation between alpha_ox (considering negative values) and the Eddington ratio, in contrast to the correlation found for luminous AGN. Lastly, we tested two different fundamental planes existing in the literature on our sample, in an attempt to put constraints on the debated origin of the X-ray emission, "RIAF versus jet". The results came contradictory with one pointing toward a RIAF-dominated X-ray emission process and the other pointing toward a jet domination.

연구 동기 및 목표

• 다중파장 SED를 사용하여 넓은 H𝛼 선을 갖는 LINER 1s의 적출 메커니즘과 복사 과정을 조사한다.
• LINER 1s의 X선 복사가 복사 효율이 낮은 적출 유동(RIAF)인지 제트 지배 과정인지에 대한 논쟁을 해결한다.
• 저광도 활성은하핵에서 라디오 러디오성, X선 광도, 에딩턴 비율 간의 관계를 조사한다.
• 기존의 블랙홀 활동의 기본 평면과 LINER 1s의 일관성을 시험한다.
• 빛나는 AGN와 대조적으로, LINER 1s에서 자외선에서 X선으로의 스펙트럼 형태(αox)가 에딩턴 비율과 상관관계가 있는지 확인한다.

제안 방법

• 동시 자외선(XMM-Newton OM) 및 X선(XMM-Newton EPIC) 광도를 사용하여 여섯 LINER 1s의 SED를 구축하였다.
• 5 GHz에서 고해상도 라디오 데이터(VLA 또는 VLBI)를 확보하여 라디오 러디오성 파라미터 RX = νLν(5 GHz)/L2–10 keV를 계산하였다.
• 자외선에서 X선으로의 스펙트럼 기울기 αox = 0.383 log(fX / fν)를 계산하여 자외선 초과의 정도를 정량화하였다.
• αox, RX, X선 광도, 에딩턴 비율 간의 상관관계를 분석하여 적출 물리학적 메커니즘을 추론하였다.
• 블랙홀 활동의 두 기본 평면—Yuan 등(2009)과 Plotkin 등(2011)—을 적용하여 X선 복사에서 RIAF 지배성과 제트 지배성의 가능성을 시험하였다.
• 기존의 자외선 변수 LINER 샘플에서의 αox 값과 결합하여 통계적 경향성을 강화하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 LINER 1s의 SED는 라디오-강한 준성좌와 라디오-침묵한 준성좌의 라디오, 자외선, X선 대역에서 어떻게 비교되는가?
• RQ2 LINER 1s에서 αox와 에딩턴 비율 간의 관계는 무엇이며, 빛나는 AGN와 어떻게 다를까?
• RQ3 LINER 1s에서 라디오 러디오성(RX)과 에딩턴 비율 간에 상관관계가 있는가? 이는 적출 모드에 대해 어떤 시사점을 갖는가?
• RQ4 블랙홀 활동의 기본 평면은 LINER 1s에서 X선 복사가 RIAF 지배인지 제트 지배인지에 대해 어떤 지지를 제공하는가?
• RQ5 LINER 1s는 저광도 세이퍼트 및 저광도 라디오 은하에 비해 라디오 광도 대비 X선 광도 평면에서 어디에 위치하는가?

주요 결과

• 같은 X선 광도에서 여섯 LINER 1s의 평균 SED는 라디오-강한 준성좌와 유사하며, ⟨log RX⟩ ≈ −2.7이다.
• 평균 자외선에서 X선으로의 스펙트럼 기울기는 αox ≈ −1.17 ± 0.02이며, 이는 X선 대비 약한 자외선 초과를 나타내며, 분산이 매우 작다(σ = 0.01).
• LINER 1s의 X선 스펙트럼 형태는 라디오-침묵한 준성좌와 일치하여 유사한 X선 복사 과정을 시사한다.
• SED에서 유추된 볼로메트릭 광도는 매우 어두워, 일반적인 AGN보다 최소 두 계단 어두운 수준이다.
• RX와 에딩턴 비율 간에 강한 반비례 상관관계가 발견되어, 이는 이전에 LLAGN에 대해 보고된 결과를 확인하며, LINER 1s로 확장된다.
• 라디오 및 X선 광도 간의 양의 상관관계는 LINER 1s가 저광도 세이퍼트와 저광도 라디오 은하 사이의 라디오-출력 척도에 위치함을 시사한다.