[論文レビュー] RX J1420.4+5334 - another tidal disruption event?

J. Greiner, R. Schwarz+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 27, 2000

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、ROSAT全天調査（1990年）と以前のポイント化観測との間で150倍のX線輝度増加を示すRX J1420.4+5334を、非活性銀河における候補となる潮汐破壊現象（TDE）として提示している。ディスクブラックボディモデルによるスペクトルフィッティングは、約2.5 × 10⁴⁴ erg/sの輝度を支持しており、これは約10⁶ M⊙のブラックホールによる星の破壊と整合的であるが、ピークはおそらく見逃された可能性があり、固有の吸収がさらに真の輝度を増加させている可能性がある。

ABSTRACT

We have discovered a transient X-ray source, RX J1420.4+5334, which displays a ROSAT flux variation of >150 between the ROSAT All-Sky-Survey in 1990 and a preceding pointed ROSAT observations in July 1990. Optical observations suggest a non-active galaxy as the only visible counterpart. We therefore tentatively identify RX J1420.4+5334 as a tidal disruption event in a non-active galaxy.

研究の動機と目的

• ROSAT全天調査で大きな輝度増加を示した一時的X線源RX J1420.4+5334の性質を調査すること。
• X線の変動性およびスペクトル的性質が、非活性銀河における潮汐破壊現象（TDE）を示しているかどうかを特定すること。
• 活動銀河核（AGN）、ガンマ線バーストの残光、中性子星合体などの代替説明を除外すること。
• スペクトルフィッティングと赤方偏移制約を用いて、ブラックホール質量、降着輝度、固有の吸収を推定すること。
• 観測されたX線光曲線およびスペクトルが理論的TDEモデルと整合的かどうかを評価すること。

提案手法

• 1990年12月のROSAT PSPC全天調査データを分析し、RX J1420.4+5334を0.28 cts/sのカウントレートで検出。スペクトルはややソフト（HR1 = -0.92）である。
• HRIおよびPSPCデータを用いて、6か月以内に輝度が150倍以上に増加する光曲線を導出。
• WIYN 3.5mおよびSAO 1.0m望遠鏡を用いた光学的追従観測を行い、赤方偏移z = 0.147の非活性銀河を主対応体として特定。
• X線スペクトルを複数のモデル（ブラックボディ、パワー法則、ディスクブラックボディ：dibb）でフィッティングし、銀河間および固有の吸収補正を適用。
• 赤方偏移距離D_L = 588 Mpcおよび固定されたM = 10⁶ M⊙を仮定したディスクブラックボディモデルを用い、全波長輝度および正規化を推定。
• 光曲線の形状および減衰 timescale を比較することで、AGN、GRB残光、中性子星合体などの代替起源を評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RX J1420.4+5334のX線輝度変動は、非活性銀河における潮汐破壊現象と整合的か？
• RQ2 X線フレアのスペクトルフィッティングに基づいて、推定されるブラックホール質量および降着輝度は何か？
• RQ3 観測された光曲線およびスペクトルのソフトさは、理論的TDE予測とどのように一致するか？
• RQ4 この一時的現象は、GRB残光や中性子星合体などの代替的天体物理学的現象によって説明可能か？
• RQ5 赤方偏移およびスペクトルモデルを考慮した場合、X線フレアの固有の吸収および全波長輝度は何か？

主な発見

• RX J1420.4+5334は、以前のROSATポイント観測と1990年12月の全天調査との間で、輝度が150倍以上に増加した。
• X線スペクトルは極めてソフトであり、硬度比HR1 = -0.92 ± 0.03であり、約38 eVの熱的放射成分と整合的である。
• 赤方偏移z = 0.147および固定されたM = 10⁶ M⊙を仮定したディスクブラックボディモデル（dibb）によるスペクトルフィッティングでは、正規化が2.9 × 10⁻¹⁰に得られ、全波長輝度が6.4 × 10⁻¹² erg cm⁻² s⁻¹に相当する。
• 銀河間吸収のみ（N_H = 1.2 × 10²⁰ cm⁻²）を考慮したディスクブラックボディモデルを用いた場合、未吸収全波長X線輝度は2.5 × 10⁴⁴ erg/sに推定される。
• 全天調査中の平坦な3日間の光曲線は、GRB残光（t⁻¹·⁰～t⁻²·¹）や中性子星合体（約2日で3倍減衰）が予測する急速な減衰を排除する。
• 宿主銀河に活動的兆候がなく、X線スペクトルがソフトであることから、AGN起源は強く否定され、TDE解釈が支持される。