[논문 리뷰] The Close AGN Reference Survey (CARS) - Mrk 1018 returns to the shadows after 30 years as a Seyfert 1

Rebecca McElroy, B. Husemann외 11명|Kölner Universitäts PublikationsServer (Universität zu Köln)|2016. 09. 14.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 33인용 수 46

한 줄 요약

이 연구는 잘 알려진 변화형 블랙홀은행 AGN인 Mrk 1018이 약 30년간의 밝은 유형 1 활동 이후 세이프트 1에서 세이프트 1.9 상태로 복귀했다고 보고한다. 2015년 VLT-MUSE 분광법과 기록된 자료를 사용하여 저자들은 Hα 폭발선 강도가 4.75±0.5 감소했음을 발견했으며, Balmer 감소율에 유의미한 변화가 없어, 외부 차폐가 아닌 내재된 빛의 세기 감소를 시사한다. 저자들은 이 변화가 태양풍의 감소 때문일 가능성이 크며, 측도적 붕괴나 은하계 차폐로 인한 것이 아니라고 결론 내린다.

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.

연구 동기 및 목표

• 30년간의 유형 1 활동 이후 세이프트 1에서 세이프트 1.9 상태로의 전환 원인을 조사하기 위해.
• 이 변화가 변동하는 은폐, 태양풍 붕괴 사건(TDE), 또는 적응률 감소로 인한 것인지 결정하기 위해.
• 희귀한 전체 주기 변화형 AGN를 통해 적응물리학 및 시간 척도가 AGN 변동성에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 스펙트럼 피팅 및 다중 파장 분석을 통해 넓은 선 영역과 은폐 물질의 기하학적 구조 및 물리적 조건을 제약하기 위해.

제안 방법

• CARS(근접 AGN 기준 조사)의 일환으로 2015년 VLT-MUSE를 사용한 Mrk 1018의 신규 3차원 분광법 확보 및 처리.
• MUSE 데이터 및 기록된 스펙트럼(SDSS 및 Keck 포함)의 스펙트럼 피팅을 통해 넓은 선 및 좁은 선의 강도 변화 측정.
• 선로를 따라의 적색화 및 외부 차폐 변화를 평가하기 위해 Balmer 감소율(Hα/Hβ) 계산.
• 세이프트 1 상태와 세이프트 1.9 상태 간 넓은 선 영역(BLR) 속도 분산 및 선 비대칭성 비교를 통해 운동학적 변화 추론.
• 지속적인 밝은 단계를 바탕으로, 태양풍 붕괴 사건(TDE)이 원인일 수 없음을 빛의 세기 및 시간 척도 분석을 통해 배제.
• 다중 파장 제약 조건 및 물리적 추론을 사용하여, 적응률 감소 및 선택적 은폐 모델을 평가.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 30년간의 유형 1 활동 이후 Mrk 1018이 세이프트 1에서 세이프트 1.9 상태로 복귀한 원인은 무엇인가?
• RQ2 관측된 강도 감소는 변동하는 은폐, 태양풍 붕괴 사건, 또는 적응률 감소로 인한 것인가?
• RQ3 Balmer 감소율이 유의미하게 변화했는가? 이는 선로를 따라 적색화 또는 외부 차폐 변화를 시사하는가?
• RQ4 전이 기간 동안 넓은 발광선의 운동학 및 형태는 어떻게 변화했는가?
• RQ5 TDE나 복잡한 은폐 기하학을 가정하지 않고도 관측된 스펙트럼 변화를 설명할 수 있는 물리적 메커니즘은 무엇인가?

주요 결과

• 2000년 SDSS 스펙트럼 촬영 이후 Mrk 1018의 넓은 Hα 발광선 강도가 4.75±0.5 배 감소했다.
• Balmer 감소율(Hα/Hβ)은 유의미하게 변화하지 않아, 선로를 따라 적색화 또는 외부 차폐가 크게 증가하지 않았음을 시사한다.
• 남아 있는 넓은 발광선은 세이프트 1 단계 동안 관측된 것보다 더 비대칭적이며, BLR의 구조나 운동학적 특성 변화를 시사한다.
• 적응률 감소에 기대하는 바와는 달리 속도 분산이 감소한 것은 비르탈 인자 또는 BLR 기하학의 변화를 시사한다.
• Mrk 1018의 장기적인 밝은 단계는 태양풍 붕괴 사건(TDE)이 원인일 가능성이 낮음을 시사하며, 어떤 TDE 모델도 이러한 장기적인 플레어를 예측하지 못한다.
• 저자들은 가장 타당한 설명으로 내재된 적응률 감소를 제안하며, 이는 가능성이 있는 双중 초거대 블랙홀 시스템으로 인한 적응류 흐름의 붕괴 또는 불안정성 때문일 수 있다.