[论文解读] 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 4

一句话总结

该论文基于ROSAT全城 Survey（1990年）与先前指向观测之间X射线流量增加约150倍，将RX J1420.4+5334列为非活动星系中的候选潮汐破坏事件（TDE）。使用盘状黑体模型进行光谱拟合，支持其光度约为~2.5 × 10⁴⁴ erg/s，与约10⁶ M⊙ 黑洞破坏恒星的理论一致，尽管爆发峰值可能已被错过，且本征吸收可能进一步提高真实光度。

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.

研究动机与目标

• 调查在ROSAT全城 Survey 中检测到的瞬变X射线源RX J1420.4+5334的性质，其流量显著增加。
• 确定X射线变异性与光谱特性是否表明在非活动星系中发生潮汐破坏事件（TDE）。
• 排除类星体活动星系核、伽马射线暴余晖或中子星并合等其他解释。
• 利用光谱拟合与红移约束，估算黑洞质量、吸积光度与本征吸收。
• 评估观测到的X射线光变曲线与光谱是否与理论TDE模型一致。

提出的方法

• 分析了1990年12月ROSAT PSPC全城 Survey 数据，检测到RX J1420.4+5334的计数率为0.28 cts/s，具有较软的光谱（HR1 = -0.92）。
• 利用HRI与PSPC数据，推导出光变曲线，显示六个月内通量增加超过150倍。
• 通过WIYN 3.5m与SAO 1.0m望远镜进行光学后续观测，识别出红移z = 0.147的非活动星系为该源的主要对应体。
• 使用多种模型对X射线光谱进行拟合：黑体、幂律及盘状黑体（dibb），并应用银河系与本征吸收修正。
• 采用固定M = 10⁶ M⊙ 与红移距离D_L = 588 Mpc的盘状黑体模型，估算总光度与归一化参数。
• 通过比较光变曲线形状与衰减 timescales，评估其他可能起源（AGN、GRB余晖、中子星并合）的合理性。

实验结果

研究问题

• RQ1 RX J1420.4+5334的X射线通量变异性是否与非活动星系中的潮汐破坏事件一致？
• RQ2 基于X射线耀发的光谱拟合，所推断的黑洞质量与吸积光度为何？
• RQ3 观测到的光变曲线与光谱软度与TDE理论预测如何比较？
• RQ4 该瞬变现象是否可用其他天体物理现象（如GRB余晖或中子星并合）解释？
• RQ5 在给定红移与光谱模型下，X射线耀发的本征吸收与总光度为何？

主要发现

• RX J1420.4+5334在先前的ROSAT指向观测与1990年12月的全城 Survey 之间，通量增加了超过150倍。
• X射线光谱极为软，硬度比HR1 = -0.92 ± 0.03，与约38 eV的热辐射成分一致。
• 在假设z = 0.147且固定M = 10⁶ M⊙ 的前提下，使用盘状黑体模型（dibb）进行光谱拟合，得到归一化值为2.9 × 10⁻¹⁰，推算出总光度为6.4 × 10⁻¹² erg cm⁻² s⁻¹。
• 当仅考虑银河系吸收（N_H = 1.2 × 10²⁰ cm⁻²）时，使用盘状黑体模型估算的未吸收总X射线光度为2.5 × 10⁴⁴ erg/s。
• 全城 Survey 期间平坦的3天光变曲线排除了GRB余晖（预期衰减指数t⁻¹·⁰至t⁻²·¹）与中子星并合（约2天内衰减约3倍）的快速衰减特征。
• 宿主星系中未见活动迹象与软X射线光谱强烈排除了AGN起源，支持TDE解释。