[论文解读] Types of Transients in the Centers of Post-Starburst and Quiescent Balmer-Strong Galaxies

I. Arcavi, Irura N. Nyiha+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 28, 2021

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 28被引用 3

一句话总结

本研究调查了后星暴星系和安静巴尔末线强星系（已知倾向于发生潮汐撕裂事件（TDEs）的宿主）中的暂现事件，以评估其他暂现事件的污染情况。利用TNS数据库和ZTF光变曲线数据，研究发现，在这些星系中，Ia型超新星的出现频率是TDE的8.3倍，仅在光谱确认的后星暴星系中TDE才占主导地位，凸显了在这些宿主中进行TDE搜寻时面临的重大污染挑战。

ABSTRACT

Tidal Disruption Events (TDEs) have been found to show a preference for post-starburst (PS) and quiescent Balmer-strong (QBS) galaxies. This preference can be used to help find TDEs in transient surveys. But what other transients might "contaminate" such a search, and by how much? We examine all reported transients coincident with the centers of galaxies in the French & Zabludoff (2018) catalog of spectroscopically confirmed PS and QBS galaxies and photometrically identified PS and QBS galaxy candidates. We find that TDEs and Type Ia supernovae (SNe) are the only types of transients classified in the centers of these galaxies (aside from one active galactic nucleus flare), with Type Ia SNe being 8.3+-0.2 times more prevalent than TDEs (1-sigma confidence bounds). This factor is ~2.7 times lower than in a control sample of quiescent galaxies. Narrowing the sample to spectroscopically confirmed QBS galaxies does not change these statistics much. In spectroscopically confirmed PS galaxies, however, TDEs are the ones that outnumber Type Ia SNe 2+-0.6 to 1. Unfortunately, there are few such galaxies in the catalog. By classifying transients from the entire catalog, three times more TDEs are expected to be found, but with a ~16-times larger Type Ia SN contamination. We use the public ZTF photometric archive to search for possibly missed TDEs in the French & Zabludoff (2018) galaxies. We find three unclassified clear transients -- none of which are likely missed TDEs based on their light-curve colors.

研究动机与目标

• 量化已知倾向于TDE的后星暴（PS）和安静巴尔末线强（QBS）星系中非TDE暂现事件的普遍性。
• 评估在使用PS和QBS星系作为宿主的暂现事件巡天中，TDE搜寻所面临的污染风险。
• 通过重新分析FZ18星表中未分类暂现事件的ZTF光变曲线，识别可能被遗漏的TDE。
• 评估这些宿主中未分类暂现事件的光变曲线颜色是否与TDE一致。

提出的方法

• 从法国与扎布卢多伊夫（2018）星表中整理出87,748个独特的PS和QBS星系，整合了光谱确认和光度选中的源。
• 在暂现事件名称服务器（TNS）中搜索与FZ18星表中星系中心重合的暂现事件，并按类型分类（如SN Ia、TDE、NT、AGN）。
• 利用公开的ZTF光度档案，重新分析FZ18星系中未分类暂现事件的光变曲线，重点关注光变曲线颜色和形态。
• 应用上下文分类器（'Sherlock'）基于与已知源的空间交叉匹配，对暂现事件进行初步分类。
• 将PS和QBS宿主中观测到的TDE与SN Ia的比例与一般安静星系的对照样本进行比较，以评估相对普遍性。
• 分析光谱数据（如Floyds光谱）以确认关键暂现事件的红移和宿主属性，提高分类的可靠性。

实验结果

研究问题

• RQ1 除了TDE之外，在PS和QBS星系中心还发现了哪些类型的暂现事件？
• RQ2 PS和QBS星系中TDE与Ia型超新星的相对普遍性与一般安静星系相比如何？
• RQ3 Ia型超新星在PS和QBS宿主星系中对TDE搜寻的污染程度如何？
• RQ4 FZ18星系中是否存在因光变曲线颜色和形态而可能被遗漏的TDE？
• RQ5 光谱确认的PS星系与更广泛的QBS样本之间，TDE与SN Ia的比例有何不同？

主要发现

• 在QBS星系中心，Ia型超新星的普遍性是TDE的8.3±0.2倍（95%置信区间），表明TDE搜寻存在显著污染。
• 在光谱确认的PS星系中，TDE的数量比Ia型超新星多2±0.6倍，尽管样本量较小（星表中仅有50个此类星系）。
• QBS星系中TDE与SN Ia的比例比一般安静星系的对照样本低约2.7倍，表明宿主星系群体偏好存在差异。
• 通过ZTF数据在FZ18星系中识别出三个未分类暂现事件，但其光变曲线颜色排除了TDE的可能性，表明样本中无显著遗漏的TDE。
• 将样本缩小至光谱确认的QBS星系后，TDE与SN Ia的比例未发生显著变化，证实了整体污染估计的稳健性。
• 研究估计，若对整个FZ18星表进行全面搜索，将发现三倍以上的TDE，但Ia型超新星的污染将增加约16倍，凸显了TDE筛选的挑战。