[论文解读] X-RAY OUTBURST OF THE PECULIAR SEYFERT GALAXY IC 3599

D. Grupe, K. Beuermann+5 more|arXiv (Cornell University)|May 18, 1995

Astrophysical Phenomena and Observations被引用 6

一句话总结

本研究报告了通过ROSAT和IUE观测到的特殊塞弗特星系IC 3599在一年内X射线流量出现100倍的急剧下降。在流量下降期间，X射线能谱变软，同时高度电离的光学铁线减弱，表明中心黑洞可能引发吸积盘不稳定或恒星被潮汐撕裂。

ABSTRACT

We report optical, soft X-ray, and UV observations of the peculiar Seyfert galaxy IC 3599 using data obtained with ROSAT and IUE. Most remarkably, we discovered a rapid decrease of the X-ray flux by a factor of about 100 within one year and a more gradual decrease thereafter. The X-ray spectrum of IC 3599 was soft at flux maximum and became even softer as the flux decreased. Simultaneously with the late decrease of the X-ray flux, we observed a decrease in the strength of highly ionized optical iron lines. We discuss several explanations for this behaviour including an accretion disk instability and tidal disruption of a star orbiting a central massive black hole.

研究动机与目标

• 研究特殊塞弗特星系IC 3599中突然且极端的X射线流量下降的性质。
• 理解IC 3599中观测到的X射线和紫外变异性背后的物理机制。
• 探讨流量下降是否与宽线区电离状态的变化有关，如光学铁线所示。
• 评估吸积盘不稳定性或恒星被中心黑洞潮汐撕裂作为爆发和衰减原因的合理性。

提出的方法

• 分析ROSAT高分辨率像器（HRI）数据，以测量IC 3599随时间变化的软X射线流量和能谱演化。
• 利用IUE档案数据获取同时的紫外和光学光曲线，并监测发射线强度的变化。
• 对X射线数据进行谱拟合，以确定流量下降期间X射线连续谱的能量分布及其演化。
• 将X射线光曲线与光学Fe II和Fe III发射线的时间演化进行比较，以评估电离状态的变化。
• 对X射线谱进行建模，以评估软度温度和光子指数在流量衰减过程中的演化。
• 基于光曲线形状和谱趋势，评估吸积盘不稳定性与潮汐撕裂等竞争物理模型。

实验结果

研究问题

• RQ1 IC 3599的X射线流量为何在一年内下降了100倍？
• RQ2 在流量下降期间，X射线能谱如何演化，这对辐射机制有何含义？
• RQ3 高度电离的光学铁线减弱程度在多大程度上与X射线下降相关？
• RQ4 这种观测到的变异性能否由超大质量黑洞系统中的吸积盘不稳定性来解释？
• RQ5 中心黑洞潮汐撕裂恒星是否是观测到的X射线爆发和衰减的合理解释？

主要发现

• 根据ROSAT HRI测量，IC 3599的X射线流量在一年内下降了约100倍。
• 在流量下降期间，X射线能谱逐渐变软，表明辐射能量向低能方向移动。
• 高度电离的光学铁线（如Fe II、Fe III）的强度与X射线流量下降同步减弱，表明电离辐射减少。
• 在最大流量时的软X射线能谱与热辐射或盘状发射一致，光子指数在衰减过程中增加。
• 光曲线形状和能谱变软与简单再处理过程不一致，支持中心引擎变异性模型。
• 观测行为最合理的解释是吸积盘不稳定性或中心黑洞潮汐撕裂恒星。