[论文解读] The broad line and gamma-ray luminosity relation in Fermi blazars

T. Sbarrato, G. Ghisellini+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 3, 2011

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用 1

一句话总结

本研究利用SDSS和Fermi-LAT数据，建立了费米BL Lac天体中宽线发射线光度与伽马射线光度之间的强相关性。结果证实，BL Lac/FSRQ分类由爱丁顿单位下的线光度决定，两类之间存在平滑过渡，但需更多数据以确认这一连续性。

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.

研究动机与目标

• 研究喷流功率与黑洞质量在BL Lac天体中的质量吸积率之间的关系。
• 确定BL Lacs与FSRQs之间的区分是否具有物理意义，还是仅基于光度的分类。
• 利用观测数据评估BL Lac与FSRQ类型之间的过渡是平滑还是突变。
• 将宽发射线光度用作盘面光度的代理，将伽马射线光度用作喷流功率的代理。

提出的方法

• 利用斯隆数字巡天（SDSS）数据获取宽发射线光度，作为盘面光度的代理。
• 结合11个月的费米-LAT源表获取伽马射线光度，作为喷流功率的代理。
• 将两种光度均归一化至爱丁顿光度，以实现不同源之间的可比性。
• 分析大样本BL Lac天体中爱丁顿归一化的宽线光度与伽马射线光度之间的相关性。
• 通过统计分析检验所观测相关性的显著性以及BL Lac/FSRQ过渡的性质。

实验结果

研究问题

• RQ1 费米BL Lac天体中，宽发射线光度与伽马射线光度之间是否存在显著相关性？
• RQ2 爱丁顿归一化的线光度是否能有效区分BL Lacs与FSRQs？
• RQ3 从光度特性来看，BL Lac与FSRQ类型之间的过渡是平滑还是突变？
• RQ4 伽马射线光度能否作为BL Lac天体群体中喷流功率的可靠代理？

主要发现

• 在费米BL Lac天体中，爱丁顿归一化的宽发射线光度与伽马射线光度之间发现强相关性。
• BL Lacs与FSRQs的区分主要由爱丁顿单位下的线光度决定，低值对应BL Lacs，高值对应FSRQs。
• 两类之间的过渡看似平滑而非突变，但当前样本量限制了结论的最终确认。
• 本研究证实，当伽马射线光度归一化至爱丁顿光度时，其可作为喷流功率的有效代理。