[논문 리뷰] The broad line and gamma-ray luminosity relation in Fermi blazars

T. Sbarrato, G. Ghisellini외 2명|arXiv (Cornell University)|2011. 08. 03.

Astrophysics and Cosmic Phenomena인용 수 1

한 줄 요약

이 연구는 SDSS 및 Fermi-LAT 데이터를 사용하여 페르미 블라자에서 넓은 선원천광도와 감마선광도 사이의 강력한 상관관계를 확립한다. BL Lac/FSRQ 분류는 Eddington 단위의 선광도에 의해 규정되며, 유형 간에 부드러운 전이가 존재하지만, 이러한 연속성을 확인하기 위해서는 더 많은 데이터가 필요하다.

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.

연구 동기 및 목표

• 블라자에서 질량 순환률, 제트 파wer, 블랙홀 질량 간의 관계를 조사하기 위해.
• BL Lac과 FSRQ 간의 구분이 물리적으로 의미 있는지 여부를 판단하기 위해.
• 관측 데이터를 사용하여 BL Lac과 FSRQ 유형 간 전이가 부드럽게 이루어지는지 혹은 급격한지 평가하기 위해.
• 넓은 발광선광도를 디스크 광도의 대체 지표로, 감마선광도를 제트 파워의 대체 지표로 사용하기 위해.

제안 방법

• 넓은 발광선광도를 디스크 광도의 대체 지표로 사용하기 위해 스ローン 디지털 스카이 서베이(SDSS) 데이터를 활용하였다.
• 11개월 분량의 페르미-LAT 목록과 결합하여 감마선광도를 제트 파워의 대체 지표로 확보하였다.
• 모든 광도를 Eddington 광도로 정규화하여 다양한 천체 간 비교를 가능하게 하였다.
• 대규모 블라자 샘플에서 Eddington 정규화된 넓은 선광도와 감마선광도 간의 상관관계를 분석하였다.
• 관측된 상관관계의 유의성과 BL Lac/FSRQ 전이의 성격을 검증하기 위해 통계 분석을 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 페르미 블라자에서 넓은 발광선광도와 감마선광도 사이에 유의미한 상관관계가 존재하는가?
• RQ2 Eddington 정규화된 선광도는 BL Lacs와 FSRQs를 효과적으로 구분하는 데 적합한가?
• RQ3 광도 특성 측면에서 BL Lac과 FSRQ 유형 간 전이가 부드럽게 이루어지는가 아니면 급격한가?
• RQ4 감마선광도는 블라자 집단에서 제트 파워에 대한 신뢰할 수 있는 대체 지표가 될 수 있는가?

주요 결과

• 페르미 블라자에서 Eddington 정규화된 넓은 발광선광도와 감마선광도 사이에 강력한 상관관계가 발견되었다.
• BL Lac과 FSRQ 간의 구분은 주로 Eddington 단위의 선광도에 의해 결정되며, 낮은 값은 BL Lacs를, 높은 값은 FSRQs를 나타낸다.
• 현재 샘플 크기의 한계로 인해 명확한 확인은 어려우나, 두 유형 간 전이가 급격하기보다는 부드럽게 이루어지는 것으로 보인다.
• 연구는 Eddington 광도로 정규화된 감마선광도가 제트 파워에 대한 타당한 대체 지표임을 확인하였다.