[논문 리뷰] X-RAY OUTBURST OF THE PECULIAR SEYFERT GALAXY IC 3599

D. Grupe, K. Beuermann외 5명|arXiv (Cornell University)|1995. 05. 18.

Astrophysical Phenomena and Observations인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 ROSAT 및 IUE를 통해 관측된 특이한 세이프트은하 IC 3599의 X선 복사원에서 일년 동안 100배 감소한 급격한 감소를 보고한다. 복사원 감소 기간 동안 X선 스펙트럼은 부드러워졌고, 고도로 이온화된 산란철(Fe II, Fe III) 선의 강도가 감소함에 따라 중심 블랙홀에 의한 디스크 불안정성 또는 항성의 tidal disruption이 가능성이 제기된다.

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.

연구 동기 및 목표

• 특이한 세이프트 은하 IC 3599에서 발생한 갑작스럽고 극도로 심한 X선 복사원 감소의 성격을 조사하기 위해.
• IC 3599에서 관측된 X선 및 자외선 변동성의 물리적 메커니즘을 이해하기 위해.
• 관측된 복사원 감소가 고도로 이온화된 광학 철선을 통해 나타나는 광선 영역의 이온화 상태 변화와 관련이 있는지 탐색하기 위해.
• 초거대 블랙홀 시스템에서의 물질 붕괴 디스크 불안정성 또는 항성의 파편화가 폭발과 감쇠의 원인일 수 있는지 가능성 평가하기 위해.

제안 방법

• ROSAT 고해상도 이미징기(HRI) 데이터 분석을 통해 IC 3599의 부드러운 X선 복사원과 스펙트럼 진화를 시간에 따라 측정하기 위해.
• IUE의 보관된 데이터를 사용하여 동시에 자외선 및 광학 광도곡선를 확보하고, 방출선 강도의 변화를 모니터링하기 위해.
• X선 데이터의 스펙트럼 피팅을 통해 복사원 연속 스펙트럼의 에너지 분포 및 감소 기간 동안의 진화를 결정하기 위해.
• X선 광도곡선과 광학 Fe II 및 Fe III 방출선의 시간 진화를 비교하여 이온화 상태 변화의 정도를 평가하기 위해.
• X선 스펙트럼 모델링을 통해 감소 기간 동안의 연화 온도 및 광자 지수의 진화를 평가하기 위해.
• 광도곡선 형태와 스펙트럼 경향을 바탕으로 디스크 불안정성 및 파편화와 같은 경쟁적 물리 모델을 평가하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 IC 3599의 X선 복사원이 일년 동안 100배 감소한 원인은 무엇인가?
• RQ2 복사원 감소 기간 동안 X선 스펙트럼은 어떻게 진화했으며, 이는 복사 메커니즘에 어떤 함의를 갖는가?
• RQ3 고도로 이온화된 광학 철선의 약화는 X선 감소와 어느 정도 상관관계가 있는가?
• RQ4 관측된 변동성은 초거대 블랙홀 시스템에서의 물질 붕괴 디스크 불안정성에 의해 설명될 수 있는가?
• RQ5 중앙 블랙홀에 의한 항성의 파편화는 관측된 X선 폭발과 감쇠에 타당한 설명이 될 수 있는가?

주요 결과

• ROSAT HRI 측정 결과, IC 3599의 X선 복사원은 약 일년 동안 약 100배 감소하였다.
• 복사원 감소 기간 동안 X선 스펙트럼은 점차 부드러워졌으며, 낮은 에너지 복사로의 이동을 나타내었다.
• 고도로 이온화된 광학 철선(예: Fe II, Fe III)의 강도는 X선 복사원 감소와 함께 감소하였으며, 이는 이온화 복사원 감소를 시사한다.
• 최대 복사원 시의 연한 X선 스펙트럼은 열 또는 디스크 유사 복사와 일치했으며, 감소 기간 동안 광자 지수가 증가하였다.
• 광도곡선 형태와 스펙트럼의 연화는 단순한 재복사 모델과 일치하지 않으며, 중심 엔진의 변동성에 기반한 모델을 지지한다.
• 관측된 행동은 물질 붕괴 디스크의 불안정성 또는 중심 블랙홀에 의한 항성의 파편화에 의해 가장 타당하게 설명된다.