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# 物理学# 高エネルギー天体物理現象

コロナ線放出体と潮汐破壊イベントのつながり

この研究は銀河のコロナルラインエミッターと潮汐破壊イベントを比較してるよ。

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目次

いくつかの銀河は中心にある超大質量ブラックホールからの活動の兆候を示さないけど、強いコロナ線放射を持ってるんだ。この線は、かなりのエネルギーを必要とする強い放射の存在を示唆してる。これらの放射は、星がブラックホールに近づきすぎて引き裂かれる潮汐破壊イベントから来てるんじゃないかって提案されてるけど、異なる波長での詳しいフォローアップ研究が不足してるから、まだ完全には確認されてない。

コロナ線放射源と潮汐破壊イベントの比較

この研究では、コロナ線放射源(CLE)と潮汐破壊イベント(TDE)の二つの天文現象を見てるよ。彼らの特徴や性質を比較するのが目的だ。CLEを持つ銀河の中赤外線の色は、TDEを持つ銀河に似てるんだ。それに、多くのCLEは大量の塵があることを示してて、これは核における活発なプロセスを示唆してるかも。

CLEを持つ銀河の星の質量と星形成率は、TDEを持つ銀河に近いんだ。どちらのグループも「グリーンバレー」と呼ばれる領域に位置してて、そこは星形成中の銀河と静かな銀河の間にある。

CLEとTDEは似たようなブラックボディの特性を示してる。一部のCLEは高温を示してて、大きなエネルギー出力を示唆してるんだ。また、CLEは明るさと減衰率に関して関係性を示してるから、関連したイベントかもしれない。

我々が示す証拠は、CLEがガスが豊富な環境で発生してるTDEである可能性が高いことを支持してるよ。

潮汐破壊イベントの性質

超大質量ブラックホールは通常、大きな銀河の中心に見られるんだ。静かなブラックホールを直接観察するのは難しいけど、星がブラックホールの重力に捕まるくらい近づくと見えるようになる。この相互作用で星が引き裂かれて、放射のバーストが放出されるんだ。

最近の研究では、特定のクラスのTDEが最近星形成を経験した銀河でより一般的だって示されてる。これらの銀河、特に合併したことのあるものは、中心に高い星密度があって、より頻繁に潮汐破壊イベントが起こるかもしれない。証拠によると、TDEの発生率は活動的に形成中の銀河ではさらに高いかもしれない。

TDEは様々な波長で放射を放つけど、独特な特徴がある。典型的には明るい紫外線と光学の放射を示してて、特定の温度でのブラックボディスペクトルでモデル化できる。多くのTDEは、さらに熱い領域からのX線も出すし、その光度曲線はスムーズな上昇と下降を示していて、ランダムな変動は少ない。イベントのピーク時の明るさとその後の減衰の速さには相関関係があることが知られてる。

コロナ線放射源の理解

コロナ線放射源はTDEに関連する別の天文現象のカテゴリーなんだ。特定の高イオン化放射線、例えば鉄や硫黄の特定の線が存在することで定義されてる。これは極端な紫外線放射の存在を示してるんだ。活発な銀河核(AGN)も強い放射線を生み出すことがあるけど、CLEのスペクトル特徴と比率は典型的なAGNの放射とは一致しない。

CLEの強い放射は、ガスが豊富な環境でのTDEの強い放射から来てると提案されていて、それが周囲のガスを光イオン化してるんだ。でも、CLEとTDEの関係は今まで主に状況証拠に基づいてて、限られたデータに依存してたんだ。

コロナ線放射源のサンプル選定

この研究では、CLEを研究するための選定方法を詳しく説明するよ。サンプルには、フォトメトリック(明るさ)とスペクトロスコピー(スペクトル)データに基づいた観測調査から見つかったイベントが含まれてる。

フォトメトリック選定のCLEは、明るさの顕著な増加を通じて識別され、続いてスペクトル分析で確認された。これらの中から4つのイベントがTDEの候補として分類されてる。これらのソースは、従来のAGNの線に比べて強いコロナ放射を持ってるんだ。

一方で、スペクトロスコピー選定のCLEは、必ずしも対応する明るさの変化を観察することなく、強い放射線を示すスペクトルデータから直接識別された。こうして、独自のスペクトル特性に基づいて7つのCLEを確認したよ。

これらのソースの光学スペクトルは、AGNとTDEの両方に関連する一般的な放射特徴を示してる。異なるソースを分類して、テーブル形式で詳細を提示するよ。

ホスト銀河の特性評価

CLEとTDEを持つ銀河の特徴を評価するために、様々なフォトメトリックデータソースを利用するんだ。特に、ウィデーフィールド赤外線サーベイ探査機(WISE)の中赤外線観測に注目してて、これによりAGNと通常の銀河を色の特徴に基づいて区別できるんだ。

WISEの色-色ダイアグラムでは、CLEとTDEの色が活動していない銀河の典型的なものだってわかる。スペクトロスコピー選定のCLEは、最初は中赤外線測定に基づいてAGNに見えたけど、最近のデータポイントは、彼らが実際には通常の銀河に似ていることを示唆してる、特に潜在的な塵加熱効果を考慮すると。

観測された色へのトランジェントイベントの影響をよりよく理解するために、長期のWISE光度曲線を分析したよ。時間が経つにつれて、ほとんどのCLEは青っぽい色を示してて、これはAGN活動ではなく、塵加熱に関連する変化を示してる。2つのソースだけが一貫したAGNのような色を示していて、これはトランジェントイベントに関連していないかもしれない。

星の質量と星形成率の分析

CLEのホスト銀河における星の質量と星形成率の関係を調査したよ。結果は、CLEのホストの特徴がTDEのホストに似ているけど、質量分布の高い側に傾いていることを示してる。特に、フォトメトリック選定のCLEはTDEの星の質量範囲の上限に位置してる。

TDEホストに反して、CLEホストの星形成率は一般的に高いんだ。これは、コロナ線放射を優先するガスが豊富な条件に起因してると思われる。TDEホストは、しばしば低いガス量を持ってるからね。

全体的に、CLEとTDEのホストの特性は、両グループが共通の特徴を持っていることを示唆していて、特に質量や星形成指標に関してね。TDEのように、CLEも主に星形成と静的な状態の間にある遷移状態の銀河に存在してるんだ。

CLEの時間的進化

これからCLEの進化に注目するよ。光度曲線を分析することで、これらのイベントのブラックボディの特性、特に光度、半径、温度がTDEで見られるものと一致してることに気付いたんだ。

特に、CLEとTDEのボロメトリック光度(全体的な明るさ)はかなり近い値を示してて、特に明るい一つのイベントを除いてはね。CLEの観測の時間的範囲はTDEに比べて限られてるけど、典型的なTDEの範囲内に落ちるブラックボディの半径と温度を定量化できるよ。

CLEの減衰率とTDEの比較

今回の分析の注目すべき点の一つは、我々のCLEサンプルにおけるピーク光度と減衰率の関係なんだ。以前の研究では、明るいTDEは通常、より遅く減衰する傾向があることが確認されていて、我々の研究もこの傾向がCLEに当てはまるかどうかを見ようとしてる。

フォトメトリック選定のCLEに対してピークの明るさと減衰率を測定した結果、CLEは確かに既知のTDEの関係に密接に一致するけど、観測されたCLEのうち2つは予想される減衰傾向よりも少し低い位置にあったんだ。これは彼らのホスト銀河の特性に影響を受けているかもしれない。

コロナ線選定基準の見直し

以前の研究では、CLEを特定するための主要な基準は、少なくとも1本のコロナ線が共通の放射線の20%以上の明るさである必要があった。これは効果的な方法だったけど、いくらかのAGNがサンプルに入ることを許容してしまってた。そこで、この閾値を調整することでAGNの候補の除外を改善できることに気がついたんだ。

新しい基準として、コロナ線は標準の放射線の少なくとも3分の1の明るさでなければそのソースをCLEとして分類できないという提案をするよ。この新しい閾値は、今後の研究で選定プロセスをより洗練させるのに役立つかもしれない。

結論

この分析はCLEとTDEの比較を示してて、ホスト銀河やイベントの特性において多くの共通点があることがわかった。証拠は、CLEがガスが豊富な環境で発生しているTDEである可能性があることを示唆してるよ。

CLEとTDEの明るさや構成の変化は、これらのイベントの動的な性質を強調してる。ほとんどのCLEはトランジェントな挙動を示している一方で、2つのソースはAGNカテゴリに入るように見える。

我々は、より厳密な選定基準を用いたさらなる研究を推奨する。今後の調査や観測技術の進歩により、新しいCLEを発見する能力が向上して、天文学のこの魅力的な分野をより深く理解できるようになるだろう。これらの努力は、銀河の進化と超大質量ブラックホールの役割におけるコロナ線放射源と潮汐破壊イベントの関係をつなぐのに役立つだろう。

オリジナルソース

タイトル: Coronal Line Emitters are Tidal Disruption Events in Gas-Rich Environments

概要: Some galaxies show little to no sign of active galactic nucleus (AGN) activity, yet exhibit strong coronal emission lines (CLs) relative to common narrow emission lines. Many of these CLs have ionization potentials of $\geq 100$ eV, thus requiring strong extreme UV and/or soft X-ray flux. It has long been thought that such events are powered by tidal disruption events (TDEs), but owing to a lack of detailed multi-wavelength follow-up, such a connection has not been firmly made. Here we compare coronal line emitters (CLEs) and TDEs in terms of their host-galaxy and transient properties. We find that the mid-infrared (MIR) colors of CLE hosts in quiescence are similar to TDE hosts. Additionally, many CLEs show evidence of a large dust reprocessing echo in their mid-infrared colors, a sign of significant dust in the nucleus. The stellar masses and star formation rates of the CLE hosts are largely consistent with TDE hosts, with many CLEs residing within the green valley. The blackbody properties of CLEs and TDEs are similar, with some CLEs showing hot (T $\geq 40,000$ K) blackbody temperatures. Finally, the location of CLEs on the peak-luminosity/decline-rate parameter space is much closer to TDEs than many other major classes of nuclear transients. Combined, these provide strong evidence to confirm the previous claims that CLEs are indeed TDEs in gas-rich environments. We additionally propose a stricter threshold of CL flux $\geq 1/3$ $\times$ [O III] flux to better exclude AGNs from the sample of CLEs.

著者: Jason T. Hinkle, Benjamin J. Shappee, Thomas W. -S. Holoien

最終更新: 2024-08-23 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2303.05525

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2303.05525

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。

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