ダストトーラスのサイズとAGNの明るさの関係

活動銀河核（AGNS）は、宇宙で最も明るい天体の一つだよ。これらは超巨大ブラックホールによってパワーを得ていて、物質を引き込むことで、さまざまな波長で強い放射を放つんだ。このブラックホールの周りには、私たちがこれらの天体を観測する方法に影響を与える、ほこりっぽいトーラスが存在するんだ。

AGNsは主にタイプ1とタイプ2に分けられる。タイプ1 AGNsはスペクトルに広いエミッションラインがあるのが特徴だけど、タイプ2 AGNsはほこりによってそのラインが見えなくなってる。ほこりのトーラスは、この分類での重要な要素で、観測する角度によって中央の領域を隠すことができるんだ。

この研究では、ほこりのトーラスのサイズとAGNsの光度の関係に焦点を当ててる。いろんな方法と異なる調査からのデータを使って、この関係の理解を深めることを目指してるよ。

#方法

いくつかのソースから得た光曲線を使って、AGNsの挙動を分析したんだ。光曲線は、これらの天体の明るさが時間とともにどのように変化するかを示すグラフだよ。

私たちの研究データは、WISE（ワイドフィールド赤外線サーベイエクスプローラー）調査から得たもので、異なる赤外線バンドでの測定値を提供してくれた。特にW1とW2バンド、3.4マイクロメートルと4.6マイクロメートルに対応する波長を見たんだ。サンプルにはW1バンドで446個、W2バンドで416個のAGNsが含まれてる。

データを分析するために、リバーベレーションマッピングという技術を使った。この方法では、降着円盤からの光の変化とほこりのトーラスから再処理された光との間の時間遅延を測定できるんだ。赤外線の明るさが光の明るさの変化にどれくらい早く反応するかを観察することで、トーラスのサイズを推定できるよ。

#サンプル選定

さまざまなカタログからAGNsを慎重に選んで、多様な代表性を確保したんだ。光度の幅広い範囲をカバーするために、淡いAGNsも含めるようにしたよ。また、SDSSストライプ82地域からもデータを取得して、様々な光度の広範囲なAGNsが確認されてる。

私たちの分析は、低光度の物体から非常に明るいAGNsまで、光度の幅広いAGNsに焦点を当てた。この範囲は、より正確なトーラスサイズと光度の関係を確立するのに重要だったんだ。

#光曲線データ

AGNsを分析するためには、光学と赤外線の両方の光曲線データが必要だった。光学バンドでは、いくつかの地上ベースの調査からデータを集めたよ。特に、広い空の大部分を監視しているASAS-SN調査やCRTSが重要なソースだった。

赤外線データもWISE調査から利用して、異なる光曲線での貴重な測定値を得たんだ。高品質な光曲線を得ることに焦点を当てたんで、タイミングと明るさの変動が私たちの分析には重要なんだ。

#時間遅延の測定

ほこりのトーラスのサイズを決定するために役立つ時間遅延を測定するために、補間クロス相関関数（ICCF）という方法を使った。この技術を使うことで、光学バンドと赤外線バンドの光曲線のピークの間の時間差を見つけることができるんだ。

私たちの分析中に、光学の光が通常は赤外線の光より先行していることがわかって、AGNsで起こる物理プロセスに基づいた期待を確認できたよ。サンプル内の各AGNsの時間遅延を推定することで、ほこりのトーラスのサイズを導き出すことができた。

#データ修正

観測された赤外線の光が降着円盤からの光に汚染される可能性があることを認識した。汚染を考慮して、分析を進める前にデータを修正したんだ。

この修正は必要だったんだ、降着円盤からの光が実際の遅延を短く見せてしまう可能性があるからね。この汚染を計算に入れることで、より正確なトーラスサイズの測定を目指したよ。

#トーラスサイズと光度の相関

時間遅延を測定し、汚染を修正した後、トーラスサイズとAGNの光度の関係を分析したんだ。ほこりのトーラスのサイズはAGNのボロメトリック光度とスケールすることがわかった。

この発見は重要で、光度の変化がトーラスのサイズにどのように影響するかを明らかにしているよ。関係の傾きが以前のモデルに基づいて期待されていたよりもかなり緩やかだったのがわかった。これにより、ほこりのトーラスに影響を与える物理条件の理解を再考する必要があるかもしれない。

#波長依存性

さらに、私たちの発見から、測定されたトーラスサイズは観測された光の波長に依存することが示された。波長が長くなるにつれてトーラスのサイズが大きくなるという一貫したパターンを見つけたよ。この観察は、トーラス内に異なる領域が異なる赤外線波長で放射し合う層状構造のアイデアを支持しているんだ。

#トーラスとBLRのサイズ

私たちの分析では、ほこりのトーラスのサイズと広線領域（BLR）のサイズも比較したよ。BLRは超巨大ブラックホールの周囲にあって、私たちが観測する広いエミッションラインを生み出しているんだ。

結果として、ほこりのトーラスのサイズはBLRのサイズよりも一貫して大きいことがわかった。これは、トーラスがBLRを囲んでいて、AGNの力学に役立つ保護層の役割を果たすかもしれないことを示唆しているよ。

#エディントン比の影響

もう一つの側面として、トーラスサイズと光度の関係に対するエディントン比の影響を調べた。エディントン比は、ブラックホールに作用している放射圧が重力に対してどのくらい相対的かを測るものなんだ。

私たちの発見では、トーラスサイズ-光度関係のばらつきとエディントン比の間に負の相関があることが示された。これは、降着率が増加するにつれて、降着円盤内の自己影による効果でトーラスサイズが減少する可能性があることを示唆している。

#結論

この研究は、ほこりのトーラスサイズとAGN光度の関係に関する理解に大きく貢献するよ。赤外線測定における降着円盤の汚染を修正する必要性を強調し、さまざまな動的範囲のAGNsにわたる包括的な分析の重要性を示したんだ。

私たちが測定したトーラスのサイズは、AGNのモデルを改善し、その物理的特性を理解するために重要だよ。今後は、先進的な観測技術と改善されたデータを使った未来の研究が、トーラスとそのAGN内での役割に関する知識を洗練させるのに役立つだろう。継続的な研究を通じて、これらの魅力的な宇宙物体内の複雑な相互作用を明らかにし、その本質と背後にある物理をもっと知ることを目指しているよ。