[论文解读] Intra-night optical variability study of a non-jetted narrow-line Seyfert 1 galaxy: SDSS J163401.94+480940.1

Vineet Ojha|arXiv (Cornell University)|Jan 15, 2022

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 88被引用 5

一句话总结

本研究利用3.6米德瓦斯塔尔光学望远镜（DOT）观测，首次对非喷流型射电辐射强烈的窄线塞弗特1型星系SDSS J163401.94+480940.1进行了夜间内光学变异性（INOV）分析。在仅6.01分钟内检测到14%的流量显著增加——表明其翻倍时间约为22分钟——这暗示了通常与相对论性喷流相关的极快变异性，挑战了其基于先前VLBA数据被归类为非喷流型的结论。

ABSTRACT

SDSS J163401.94$+$480940.2 is a non-jetted radio-loud narrow-line Seyfert 1 (NLSy1) galaxy. Optical monitoring of this object was carried out in two intra-night sessions each $\geq$ 3 hrs with 3.6m DOT. Intra-night optical variability (INOV) characterization is presented for the first time for this source. We have detected an unexpected remarkable flare in one of two monitoring sessions of SDSS J163401.94$+$480940.2, whose rapid brightening phase implied a minute like doubling time of $\sim$ 22 minutes, thereby approaching to the extremely fast minute like variability, observed from FSRQ PKS 1222$+$21 at 400 GeV. The detection of a minute-like variability suggests the existence of relativistic jets with a small viewing angle. We briefly discuss the possible mechanisms for the non-detection of relativistic jets in its Very Long Baseline Array (VLBA) observations.

研究动机与目标

• 调查基于VLBA观测被归类为非喷流型的射电辐射强烈的窄线塞弗特1型星系SDSS J163401.94+480940.1中的夜间内光学变异性（INOV）。
• 确定极端快速光学变异性是否可作为相对论性喷流存在的间接证据，即使在射电VLBA数据中未检测到喷流。
• 探讨观测到的极端INOV与5 GHz VLBA观测中未检测到喷流之间的差异可能的原因。
• 评估喷流周围电离气体及吸收机制在低射电频率下掩盖喷流辐射的作用。

提出的方法

• 2018年使用3.6米德瓦斯塔尔光学望远镜（DOT）进行了两次持续时间不少于3小时的夜间内光学监测观测。
• 通过比较星等进行差分测光，以分离活动星系核（AGN）的光学流量变化。
• 以100秒采样生成光变曲线（DLCs），分析随时间的流量变化。
• 利用6.01分钟内观测到的约14%的流量增加，计算出流量翻倍时间，以推断变异性 timescale。
• 通过将推导出的翻倍时间与FSRQ PKS 1222+21在400 GeV波段已知的快速变异性进行比较，评估喷流起源的可能性。
• 评估VLBA未检测到喷流的潜在原因，包括喷流处于休眠状态、喷流功率较低，以及喷流被周围电离气体引起的自由-自由吸收所遮挡。

实验结果

研究问题

• RQ1 非喷流型射电辐射强烈的窄线塞弗特1型星系SDSS J163401.94+480940.1是否表现出指示相对论性喷流的极端夜间内光学变异性？
• RQ2 尽管检测到类似分钟级的变异性，为何在该源的5 GHz VLBA观测中未检测到喷流成分？
• RQ3 致密电离喷流周围气体引起的自由-自由吸收是否可解释VLBA数据中喷流未被检测到的现象？
• RQ4 何种物理机制可能调和极端快速光学变异性与缺乏可探测射电喷流之间的矛盾？

主要发现

• 在仅6.01分钟内发生14%的快速流量增加，对应约22分钟的流量翻倍时间。
• 该翻倍时间与在400 GeV波段观测到的FSRQ PKS 1222+21中已知的最快夜间内光学变异性相当，表明存在视向角较小的相对论性喷流。
• 该源基于2013年的5 GHz VLBA观测被归类为非喷流型，该观测仅检测到一个紧凑核心，未发现解析喷流。
• 极端INOV与VLBA未检测到喷流之间的差异，可能是因为在2013年观测时喷流处于休眠状态。
• 另一种可能是喷流被致密电离喷流周围气体引起的自由-自由吸收所遮挡，这类现象在高爱丁顿比NLSy1星系中较为常见。
• 较低的黑洞质量（约2.5 × 10⁷ M⊙）和较低的射电光度（1.4 GHz时为1.02 × 10⁴¹ erg s⁻¹）表明喷流功率较弱，可能无法逃逸宿主星系的束缚。