[논문]가시광에서 밝은 1형 활동은하핵의 근적외선 변광

전우열; 심현진; 김민진

doi:10.5303/pkas.2021.36.3.047

[국내논문] 가시광에서 밝은 1형 활동은하핵의 근적외선 변광
NEAR-INFRARED VARIABILITY OF OPTICALLY BRIGHT TYPE 1 AGN 원문보기

천문학논총 = Publications of the Korean Astronomical Society, v.36 no.3, 2021년, pp.47 - 63

전우열 (경북대학교 지구과학교육과) , 심현진 (경북대학교 지구과학교육과) , 김민진 (경북대학교 천문대기과학과)

초록
AI-Helper

와이즈/네오와이즈 자료를 사용하여 1형 활동은하핵의 근적외선 장기 변광 특성을 살펴보았다. 활동은하핵은 밀리퀘이사 목록을 사용해 가시광에서의 등급 제한을 두어 선정하였고, 여러 번의 다중시점 측광 자료를 확보하기 위해 황도북극과 황도남극에 가까운 대상으로 한정하였다. 이후 와이즈와 네오와이즈 데이터베이스에서 해당 대상들의 측광 자료를 추출하였다. 일부 근적외선에서 검출되지 않은 경우와 관측 횟수가 지나치게 적은 경우를 제외하고 총 73개의 1형 퀘이사 및 활동은 하핵, 140개의 측광학적으로 선택된 활동은하핵 후보에 대해 W1 (3.4 ㎛), W2 (4.6 ㎛) 밴드 광도곡선을 구성하고 이를 이용해 변광 분석을 수행하였다. 변광 여부를 판단하기 위해 초과 분산 값과 변광의 유의확률 P_var를 계산하였다. 초과 분산이 포아송 오차에 의해 추정되는 오차값보다 큰 경우, 그리고 P_var이 0.95보다 크거나 같은 경우를 변광으로 판단했는데, 활동은하핵 73개 중 19개, 활동은하핵 후보 140개 중 12개가 W1, W2 밴드 모두에서 변광 대상으로 판단되었다. W1 밴드보다 W2 밴드에서 변광 대상으로 판단되는 숫자가 작게 나타났는데, 이는 긴 파장으로 갈수록 변광의 정도가 작아짐을 시사하는 것으로 보인다. 약 9 ~ 26%의 대상들이 근적외선 변광을 보였다. 감쇠 랜덤워크 모형을 사용하여 변광 폭(σ)과 완화 시간(τ), W1과 W2 밴드 사이의 시간 지연 등을 추정하였다. 변광 폭 및 완화시간은 W1 등급과 큰 상관관계를 보이지 않았으며, 두 변수 사이에도 특별히 두드러지는 상관관계가 나타나지 않았다. 단, 감쇠 랜덤워크 모형을 사용해서 시간 규모를 추정할 때 광도곡선의 분량이 충분한지를 감안하면, 완화시간이 짧은 대상들에 대해서는 변광 폭과 완화시간이 음의 상관관계를 보인다고도 볼 수 있다. 대상의 개수가 통계적으로 유의미한 결과를 제시하기에는 부족하다. X선 광도와 변광 특성을 비교했을 때에는 상관관계를 찾아보기 어려웠으나, 앞으로 얻어질 X선 탐사자료와 전천 스펙트럼 탐사자료와 결합한 추가 연구가 기대된다. 전체 대상 중에서는 시간에 따라 (W1-W2) 색이 변하는 것으로 판단되는 흥미로운 대상이 4개가 존재했는데, 이들의 특성에 대해서는 추후 연구가 더 필요할 것으로 전망한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Variability is one of the major characteristics of Active Galactic Nuclei (AGN), and it is used for understanding the energy generation mechanism in the center of AGN and/or related physical phenomena. It it known that there exists a time lag between AGN light curves simultaneously observed at different wavelengths, which can be used as a tool to estimate the size of the area that produce the radiation. In this paper, We present long term near-infrared variability of optically bright type 1 AGN using the Wide-field Infrared Survey Explorer data. From the Milliquas catalogue v6.4, 73 type 1 QSOs/AGN and 140 quasar candidates are selected that are brighter than 18 mag in optical and located within 5 degree around the ecliptic poles. Light curves in the W1 band (3.4 ㎛) and W2 band (4.6 ㎛) during the period of 2010-2019 were constructed for these objects by extracting multi-epoch photometry data from WISE and NEOWISE all sky survey database. Variability was analyzed based on the excess variance and the probability Pvar. Applying both criteria, the numbers of variable objects are 19 (i.e., 26%) for confirmed AGN and 12 (i.e., 9%) for AGN candidates. The characteristic time scale of the variability (τ) and the variability amplitude (σ) were derived by fitting the DRW model to W1 and W2 light curves. No significant correlation is found between the W1/W2 magnitude and the derived variability parameters. Based on the subsample that are identified in the X-ray source catalog, there exists little correlation between the X-ray luminosity and the variability parameters. We also found four AGN with changing W1-W2 color.

Keyword

표/그림 (13)

그림 Figure 1. A schematic diagram of the AGN unified model. Radiations in different wavelengths are emitted in different locations. Short-wavelength (X-ray, UV, optical) radiation is emitted from the accretion disk, then affects the BLR and torus. Therefore if the intensity of the radiation from the accretion disk changes, the radiation from the BLR and torus shows the change some time later. The study of AGN variability in different wavelengths will broaden the understandings of the AGN structure and the related physics.
표 Table 1. Criteria for type 1 AGN candidate selection
그림 Figure 2. (Top) The time difference between the first and the last observations (ΔMJD) in the rest-frame as a function of redshift. (Bottom) The distribution of the W1-band magnitudes along the redshift. Filled circles represent type 1 QSOs/AGN, while filled triangles show photometrically selected quasar candidates. The redshifts of quasar candidates are photometric redshifts, and objects without photometric redshift estimates are not included in the plot.
그림 Figure 3. Observed light curves of object 007 (PGC 88452, z =0.075) and object 138 (WISEA J055143.78-705605.5, z =0.7) in the W1 band (top), W2 band (middle), and the (W1-W2) color (bottom). The gray dots are magnitudes from single exposure observations, while the filled squares indicate the mean values for each visit. Error bars show the standard deviations of the magnitudes. Horizontal dashed lines represent the mean value of magnitudes and color.
그림 Figure 3 (continued). Observed light curves of object 081 (PGC 2669339, z =0.083) and object 208 (MQS J051222.48-673220.0, z =2.557).
그림 Figure 4. Root mean square vs. mean magnitude of 73 type 1 QSOs/AGN and 163 quasar candidates in the WISE W1 band. Gray dots in the background indicate the observed magnitude error distribution along the magnitudes in the NEOWISE single exposure catalog. Note that a significant portion of the AGN and candidates show distinctively larger magnitude variation than the magnitude error.
그림 Figure 5. Example of type 1 AGN light curve modeling using JAVELIN. (Top) Light curves in W1 and W2 bands. As in Figure 3, gray dots are magnitudes from the single exposure observations, while the filled squares represent the mean magnitude for each visit. Thick lines are the modelled light curves, with shaded regions as uncertainties. (Bottom) Distributions of the fitted parameters from the light curves. The first row presents the distributions of the variability amplitude 𝜎, the relaxation time 𝜏, the ratio between the variability amplitudes in the W1 and W2 (𝛼). The second row shows the time lag between the W1 and W2 light curves (t_{W 2}), the width (w_{W 2}) of the smoothing function, and the flux scale ratio (s_{W 2}).
표 Table 2. The properties of 31 variable AGN or AGN candidates.
그림 Figure 7. The amplitude of the variability 𝜎 vs. the rest-frame relaxation time 𝜏. Pearson correlation coefficients between the two parameters are 0.02 for the entire type 1 AGN, and –0.28 for the type 1 AGN classified as variables.
그림 Figure 6. (Top) Correlation between the amplitude of the short-timescale variability 𝜎 and the W1 magnitude. (Bottom) Correlation between the relaxation time 𝜏 and the W1 magnitude.
그림 Figure 8. (Top) The amplitude of the variability 𝜎 vs. X-ray luminosity for type 1 AGN. (Middle) Rest-frame relaxation time 𝜏/(1+z) vs. X-ray luminosity. (Bottom) Rest-frame time lag between W1 and W2 band light curves vs. X-ray luminosity. Horizontal dashed lines indicate median values of each parameter distribution.
그림 Figure 9. (W1-W2) color variation for 4 type 1 AGN and candidates. The objects are selected from the excess variance and P_var calculated from the (W1-W2) color.
표 Table 3. The properties of 4 AGN with possbily changing (W1-W2) colors

참고문헌 (33)

Antonnucci, R. R. J. & Cohen, R. D., 1983, Time Development of the Emission Lnes and Continuum of NGC 4151, Astrophysical Journal, 271, 564

상세보기
Bentz, M. C., Walsh, J. L., Barth, A. J., Baliber, N., Bennert, V. N., Canalizo, G., Fillippenko, A. V., Ganeshalingam, M., Gates, E. L., Greene, J. E., Hidas, M. G., Hiner, K. D., Lee, N., Li, W., Malkan, M. A., Minezaki, T., Sakata, Y., Serduke, F. J. D., Silverman, J. M., & Steele, T. N., 2009, The Lick AGN Monitoring Project: Broad-line Region Radii and Black Hole Masses from Reverberation Mapping of H Beta, Astrophysical Journal, 705, 199

상세보기
Bregman, J. N., 1990, Continuum Radiation from Active Galactic Nuclei, Astronomy and Astrophysics Review, 2 (2), 125-166

상세보기
Bregman, J. N., 1994, The Origin of Continuum Emission in Active Galactic Nuclei, In T. Courvoisier, & A. Blecha (Eds.) Multi-Wavelength Continum Emission of AGN, vol. 195, (p. 5)
Collin-Souffrin, S. & Lasota, J. -P., 1988, The Broad-Line Region of Active Galactic Nuclei revisited, Publications of the ASP, 100, 1041
De Cicco, D., Paolillo, M., Falocco, S., Poulain, M., Brandt, W. N., Bauer, F. E., Vagnetti, F., Longo, G., Grado, A., Ragosta, F., Botticella, M. T., Pignata, G., Vaccari, M., Radovich, M., Salvato, M., Covone, G., Napolitano, N. R., Marchetti, L., & Schipani, P., 2019, Optically Variable AGN in the therr-year VST survey of the COSMOS field, Astronomy and Astrophysics, 627, A33

상세보기
Flesch, E. W., 2015, The Half Million Quasars (HMQ) catalogue, Publications of the Astron, Soc. of Australia, 32, e010.1

상세보기
Flesch, E., W., 2019, The Million Quasars (Milliquas) catalogue v6.4, arXive-prints, (p. arXiv:1912.05614)
Henry, J. P., Mullis, C. R., Voges, W. Bohringer, H., Briel, U. G., Gioia, I. M., & Huchra, J. P., 2006, The ROSAT North Ecliptic Pole Survey: The X-ray Catalog, Astrophysical Journal Supplement Series, 162, 304-328

상세보기
Kim, M., Jeong, W. -S., Yang, Y., Son, J., Ho, L. C., Woo, J. -H., Im, M., & Byun, W., 2021, Simulations of Torus Reverberation Mapping Experiments with SPHEREx, Journal of the Korean Astronomical Society, 54, 37

원문보기 상세보기
Koshida, S., Minezaki, T., Yoshii, Y., Kobayashi, Y., Sakata, Y., Sugawara, S., Enya, K., Suganuma, M., Tomita, H., Aoki, T., & Peterson, B. A., 2014, Reverberation measurements of the inner radius of the dust torus in 17 Seyfert galaxies, Astrophysical Journal, 788, 159

상세보기
Lanzuisi, G., Ponti, G., Salvato, M., Hasinger, G., Cappelluti, N., Bongiorno, A., Brusa, M., Lusso, E., Nandra, P. K., Merloni, A., Silverman, J., Trump, J., Vignali, C., Comastri, A., Gilli, R., Schramm, M., Steinhardt, C., Sanders, D., Kartaltepe, J., Rosario, D., & Trakhtenbrot, B., 2014, Active Galactic Nucleus X-ray Variability in the XMM-COSMOS Survey, Astrophysical Journal, 781, 105

상세보기
Lyu, J., Rieke. G. H., & Smith, P. S., 2019, Mid-IR Variability and Dust Reverberation Mapping of Low-z Quasars. I. Data, Methods, and Basic Results, Astrophysical Journal, 886, 33

상세보기
MacLeod, C. L., Ivezic, Z., Kochanek, C. S., Kozlowski, S., Kelly, B., Bullock, E., Kimball, A., Sesar, B., Westman, D., Brooks, K., Gibson, R., Becker, A. C., & de Vries, W. H., 2010, Modeling the Time Variability of SDSS Stripe 82 Quasars as a Damped Random Walk, Astrophysical Journal, 721, 1014

상세보기
Mainzer, A., Bauer, J., Cutri, R. M., Grav, T., Masiero, J., Beck, R., Clarkson, P., Conrow, T., Dailey, J., Eisenhardt, P., Fabinsky, B., Fajardo-Acosta, S., Fowler, J., Gelino, C., Grillmair, C., Heinrichsen, I., Kendall, M., Kirkpatrick, J. Davy, Liu, F., Masci, F., McCallon, H., Nugent, C. R., Papin, M., Rice, E., Royer, D., Ryan, T., Sevilla, P., Sonnett, S., Stevenson, R., Thompson, D. B., Wheelock, S., Wiemer, D., Wittman, M., Wright, E., & Yan, L., 2014, Initial Performance of the NEOWISE Reactivation Mission, Astrophysical Journal, 792, 30

상세보기
McLaughlim, M. A., Mattow, J. R., Cordes, J. M., & Thompson, D. J., 1996, Variability of CGRO/EGRET Gamma-ray Sources, Astrophysical Journal, 473, 763

상세보기
Mushotzky, R., F., Done, C., & Pounds, K. A., 1993, X-ray Spectra and Time Variability of Active Galactic nuclei, Annual Review of Astron and Astrophys, 31, 717

상세보기
Nandra, K., George, I. M., Mushotzky, R. F., Turner, T. J., & Yaqoob, T., 1997, ASCA Observations of Seyfert 1 Galaxies. I. Data Analysis, Imaging, and Timing, Astrophysical Journal, 476, 70

상세보기
Osterbrock, D. E., 1981, Seyfert Galaxies with Weak Broad H Alpha Emission Lines, Astrophysical Journal, 249, 462

상세보기
Peterson, B. M., 1993, Reverberation Mapping of Active Galactic Nuclei, Publications of the ASP, 105, 247
Predehl, P., Andritschke, R., Arefiev, V., Babyshkin, V., Batanov, O., Becker, W., Bohringer, H., Bogomolov, A., Boller, T., Borm, K., Bornemann, W., Brauninger, H., Bruggen, M., Brunner, H., Brusa, M., Bulbul, E., Buntov, M., Burwitz, V., Burkert, W., Clerc, N., Churazov, E., Coutinho, D., Dauser, T., Dennerl, K., Doroshenko, V., Eder, J., Emberger, V., Eraerds, T., Finoguenov, A., Freyberg, M., Friedrich, P., Friedrich, S., Furmetz, M., Georgakakis, A., Gilfanov, M., Granato, S., Grossberger, C., Gueguen, A., Gureev, P., Haberl, F., Halker, O., Hartner, G., Hasinger, G., Huber, H., Ji, L., Kienlin, A. v., Kink, W., Korotkov, F., Kreykenbohm, I., Lamer, G., Lomakin, I., Lapshov, I., Liu, T., Maitra, C., Meidinger, N., Menz, B., Merloni, A., Mernik, T., Mican, B., Mohr, J., Muller, S., Nandra, K., Nazarov, V., Pacaud, F., Pavlinsky, M., Perinati, E., Pfeffermann, E., Pietschner, D., Ramos-Ceja, M. E., Rau, A., Reiffers, J., Reiprich, T. H., Robrade, J., Salvato, M., Sanders, J., Santangelo, A., Sasaki, M., Scheuerle, H., Schmid, C., Schmitt, J., Schwope, A., Shirshakov, A., Steinmetz, M., Stewart, I., Struder, L., Sunyaev, R., Tenzer, C., Tiedemann, L., Trumper, J., Voron, V., Weber, P., Wilms, J., & Yaroshenko, V., 2021, The eROSITA X-ray Telescope on SRG, Astronomy and Astrophysics, 647, 1
Sanchez-Saez, P., Lira, P., Cartier, R., Miranda, N., Ho, L. C., Arevalo, P., Bauer, F. E., Coppi, P., & Yovaniniz, C., 2019, The QUEST-La Silla AGN Variability Survey: Selection of AGN Candidates through Optical Variability, Astrophysical Journal Supplement Series, 242, 10

상세보기
Sanchez, P., Lira, P., Cartier, R., Perez, V., Miranda, N., Yovaniniz, C., Arevalo, P., Milvang-Jensen, B., Fynbo, J., Dunlop, J., Coppi, P., & Marchesi, S., 2017, Near-infrared Variability of Obscured and unobscured X-ray selected AGNs in the COSMOS Field, Astrophysical Journal, 849 (2), 110

상세보기
Sheng, Z., Wang, T., Jiang, N., Yang, C., Yan, L., Dou, L., Peng, B., 2017, Mid-infrared Variability of Changing-look AGNs, Astrophysical Journal, 846, L7, 7
Simm, T., Salvato, M., Saglia, R., Ponti, G., Lanzuisi, G., Trakhtenbrot, B., Nandra, K., & Bender, R., 2016, Pan-STARRS1 Variability of XMM-COSMOS AGN. II. Physical Correlations and Power Spectrum Analysis, Astronomy & Astrophysics, 585, 129
Turner, T. J., Goerge, I. M., Nandra, K., & Turcan, D., 1999, On X-ray Variability in Seyfert Galaxies, Astrophysical Journal, 524, 667

상세보기
Ulrich, M., H., Maraschi, L., & Urrt, C. M., 1997, Variability of Active Galactic Nuclei, Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 35, 445

상세보기
Urry, C. M. & Padovani, P., 1995, Unified Schemes for Radio-loud Active Galactic Nuclei, Publications of the ASP, 107, 803
Vaughan, S., Edelson, R., Warwick, R. S., & Uttley, P., 2003, On characterizing the variability properties of X-ray Light Curves from Active Galaxies, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 345, 1271

상세보기
Wagner, S., J. & Witzel, A., 1995, Intraday Variability In Quasars and BL Lac Objects, Annual Review of Astron and Astrophys, 33, 163-198

상세보기
Wright, E. L., Eisenhardt, P. R. M., Mainzer, A. K., Ressler, M. E., Cutri, R. M., Jarrett, T., Kirkpatrick, J. D. Padgett, D., McMillan, R. S., Skrutskie, M., Stanford, S. A., Cohen, M., Walker, R. G., Mather, J. C., LEisawitz, D., Gautier, I., Thomas N., McLean, I., Benford, D., Lonsdale, C. J., Blain, A., Mendez, B., Irace, W. R., Duval, V., Liu, F., Royer, D., Heinrichsen, I., Howard, J., Shannon, M., Kendall, M., Walsh, A. L., Larsen, M., Cardon, J. G., Schick, S., Schwalm, M., Abid, M., Fabinsky, B., Naes, 2L., & Tsai, C. -W., 2010, The Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE): Mission Description and Initial on-or-bit Performance, Astronomical Journal, 140, 1868

상세보기
Zu, Y., Kochanek, C. S., & Peterson, B. M., 2010, JAVELIN: Just Another Vehicle for Estimating Lags, In Nuclei, Astrophysics Sourve Code Library, soft 1010.007
Zu, Y., Kochanek, C. S., Koz I. S., & Udalski, A., 2013, Is Quasar Optical Variability a Damped Random Walk?, Astrophysical Journal, 765, 106

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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