[论文解读] Parameter Correlations and Cosmological Properties of BL Lac Objects

P. Giommi, P. Padovani+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 30, 2002

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用 3

一句话总结

本研究分析了三项基于射电流量的耀变体巡天，以探究BL Lac对象中同步辐射峰值频率（$\nu_{\text{peak}}$）与射电光度之间的宇宙学演化及相关性。研究发现，$\nu_{\text{peak}}$与射电光度之间并无显著相关性，确认了较低的宇宙学演化，甚至可能是负向演化，先前观察到的相关性被归因于样本偏差及高光度HBLs未充分代表所导致的选择效应。

ABSTRACT

Using three complete, radio flux limited, blazar samples we compare the LogN-LogS and the preliminary radio luminosity function of the general population of BL Lacs to those of the subclass of high energy synchrotron peaked (HBL) BL Lacs. We also examine recent results on the cosmological evolution in different samples of BL Lacs and we investigate the controversial issue of the correlation between the synchrotron peak frequency and radio luminosity in BL Lacertae objects. We find that the fraction of HBL objects is approximately the same at all observed radio fluxes and luminosities implying that there cannot be any strong correlation between the position of the synchrotron peak and radio luminosity. The amount of cosmological evolution in BL Lacs is confirmed to be low and negative at low radio fluxes, although the large number of objects without redshift prevents a precise estimation. At high radio fluxes the amount of cosmological evolution is zero or slightly positive but this could be induced by a possible contamination with Flat Spectrum Radio Quasars.

研究动机与目标

• 利用完整且基于射电流量的巡天，确定BL Lac对象的宇宙学特性。
• 检验关于BL Lac对象中同步辐射峰值频率（$\nu_{\text{peak}}$）与射电光度之间相关性的争议性假设。
• 评估BL Lac群体在不同流量范围内的宇宙学演化程度及其性质。
• 评估样本偏差及平光谱射电类星体（FSRQs）污染对先前结果的影响。
• 研究由于非热辐射掩盖宿主星系光度，导致高光度HBL源红移测量存在观测挑战的问题。

提出的方法

• 利用三项近乎完整、基于射电流量的耀变体巡天：DXRBS、NVSS-RASS 1Jy和极端HBL的Sedentary巡天。
• 比较不同流量极限下HBL与一般BL Lac群体的LogN-LogS函数和射电光度函数。
• 采用$V_{\text{e}}/V_{\text{a}}$统计量量化宇宙学演化，同时考虑选择效应的影响。
• 分析$\nu_{\text{peak}}$-射电光度平面，对无红移数据的源使用光度极限。
• 应用谱谱能量分布建模，估算同步自康普顿（SSC）发射何时会压倒宿主星系光度，从而影响红移测量。
• 通过比较具有不同选择函数的巡天结果，识别先前研究中的偏差。

实验结果

研究问题

• RQ1 BL Lac对象中同步辐射峰值频率（$\nu_{\text{peak}}$）与射电光度之间是否存在显著相关性？
• RQ2 BL Lac群体的真实宇宙学演化水平如何？其演化程度如何随射电流量变化？
• RQ3 样本选择效应及FSRQs污染在多大程度上影响了对$\nu_{\text{peak}}$-光度相关性的解释？
• RQ4 为何高光度HBL源在浅层射电巡天中代表性不足？这对红移测量有何影响？
• RQ5 观测到的$\nu_{\text{peak}}$-光度相关性缺失能否通过HBL的物理特性及其可探测性来解释？

主要发现

• 在所有观测到的射电流量和光度范围内，HBL源的比例保持大致恒定，表明$\nu_{\text{peak}}$与射电光度之间无显著相关性。
• 极端HBL的射电LogN-LogS函数在50 mJy以下仍与一般BL Lac群体保持平行，仅在更暗的流量下出现平坦化。
• HBL的射电光度函数与一般BL Lac群体的光度函数大致平行，高光度区域HBL比例无显著增加。
• BL Lacs的宇宙学演化程度较低，且在低射电流量下可能为负值，主要由于大量红移未被测量，且在高流量下可能存在FSRQs污染。
• Fossati等人（1998年）报告的$\nu_{\text{peak}}$-光度相关性很可能是样本偏差所致，因为高光度HBLs在浅层巡天中代表性不足，原因包括其空间密度低以及SSC发射对宿主星系光度的稀释。
• 高光度HBLs可能通过在无特征HBL的高质量光谱中探测到的星际介质吸收线被检测到，为确认其存在提供了可能路径。