[论文解读] Radio-Variability in Radio-Quiet Quasars and Low-Luminosity AGN

H. Falcke, Joseph Lehár+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 28, 2000

Radio Astronomy Observations and Technology参考文献 1被引用 3

一句话总结

本研究利用VLA观测调查了射电宁静及低光度AGN的射电变异性，发现其存在显著的月度和年度变异性（类星体中RMS为10–20%，低光度AGN中峰峰值变化高达300%），证实这些源的射电辐射与AGN相关，可能与喷流活动及吸积变化有关。结果支持各类AGN中吸积与喷流形成存在共生模型，即使在射电较弱的系统中亦成立。

ABSTRACT

We report on two surveys of radio-weak AGN to look for radio variability. We find significant variability with an RMS of 10-20% on a timescale of months in radio-quiet and radio-intermediate quasars. This exceeds the variability of radio cores in radio-loud quasars (excluding blazars), which vary only on a few percent level. The variability in radio-quiet quasars confirms that the radio emission in these sources is indeed related to the AGN. The most extremely variable source is the radio-intermediate quasar III Zw 2 which was recently found to contain a relativistic jet. In addition we find large amplitude variabilities (up to 300% peak-to-peak) in a sample of nearby low-luminosity AGN, Liners and dwarf-Seyferts, on a timescale of 1.5 years. The variability could be related to the activity of nuclear jets responding to changing accretion rates. Simultaneous radio/optical/X-ray monitoring also for radio-weak AGN, and not just for blazars, is therefore a potentially powerful tool to study the link between jets and accretion flows.

研究动机与目标

• 确定射电宁静及低光度AGN是否表现出可检测的射电变异性，以挑战射电辐射与AGN无关的假设。
• 检验射电宁静类星体中射电辐射源自与吸积过程相关的相对论性喷流的假设。
• 探讨吸积率变异性与紧凑核区射电变异性之间的关联。
• 评估对射电较弱AGN进行同时多波段（射电/光学/X射线）监测的可行性与科学价值。
• 评估黑洞质量或吸积模式差异是否可解释类星体与低光度AGN之间观测到的变异性幅度差异。

提出的方法

• 对30个射电宁静及射电中等类星体进行了为期两年的每月VLA 8.5 GHz观测，一年后补充了额外观测。
• 采用去偏倚变异性指数量化射电流量变化，并校正了校准与测量不确定性。
• 对48个低光度AGN（LINERs与矮型Seyfert星系）进行了深度、高分辨率的15 GHz VLA A阵列观测，观测 epochs 间隔约1.5年。
• 仅选取紧凑核区流量密度以隔离核辐射，避免延伸结构的污染。
• 分析光变曲线与变异性指数，识别显著的流量变化并评估统计显著性。
• 比较不同AGN类型之间的变异性幅度，并与R参数（射电-光学流量比）及黑洞质量估计值进行相关分析。

实验结果

研究问题

• RQ1 射电宁静类星体中的射电辐射是否真正与AGN相关，如可检测的变异性所示？
• RQ2 低光度AGN中的射电变异性幅度与时间尺度如何？与类星体相比有何不同？
• RQ3 射电较弱AGN中的射电变异性是否可由吸积率变化解释，而非相对论性束状辐射？
• RQ4 观测到的变异性是否支持吸积盘与相对论性喷流形成之间的共生模型？
• RQ5 低光度AGN中更高的变异性是否由于黑洞质量更低或吸积模式更不稳定？

主要发现

• 射电宁静及射电中等类星体表现出显著的月度变异性，RMS为10–20%，超过射电loud类星体（不含耀变体）中仅几个百分点的变异性。
• 最极端的变异性出现在射电中等类星体III Zw 2中，该源拥有相对论性喷流，支持射电辐射起源于喷流。
• 低光度AGN在约1.5年时间尺度上表现出高达300%峰峰值变化的大幅变异性，NGC2787、NGC4143与NGC4565表现出特别强烈的变异性。
• 低光度AGN中变异性指数的分布表明显著变异性普遍存在，幅度范围为20–70%。
• 与类星体相比，低光度AGN中更高的变异性可能源于更低的黑洞质量或更不稳定的吸积模式（如恒星风供料）。
• 结果证实射电宁静AGN中的射电辐射与AGN相关，并支持开展协调的多波段监测以研究吸积-喷流耦合。