Beyond the Damped Random Walk: Multiband AGN Variability from SDSS to Rubin LSST
Oregon State University(俄勒冈州立大学);Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Seoul National University(首尔国立大学)
该研究提出用多变量连续时间自回归移动平均(MCARMA)模型表征AGN多波段变异性,发现SDSS样本中81.3%的AGN存在高阶随机结构,且LSST对该结构的可恢复性受观测条件和潜在变异性影响,相关方法已集成于Python包mcarma。
2026-10-14 astro-ph.GA stat.AP
Investigating the AGN variability timescale -- black hole mass relationship with Gaia, SDSS and ZTF
University of Western Ontario(韦仕敦大学);Institute for Earth and Space Exploration, University of Western Ontario(韦仕敦大学地球与太空探索研究所)
利用Gaia、SDSS和ZTF数据研究AGN变异性时间尺度与黑洞质量的关系,发现阻尼随机游走时间尺度与黑洞质量存在一致性关联。
2025-12-19 astro-ph.GA
Extended Ly$α$ emission around quasars with eclipsing damped Ly$α$ systems
本文报道了六个高红移类星体($z_{\rm em}$ $>$ 2)的光谱观测结果,它们的莱曼$α$(Ly $α$)发射区仅部分被强近源($z_{\rm abs}$ $\sim$ $z_{\rm em}$)日冕阻尼Ly $α$系统(DLA)所覆盖。我们探测到空间扩展的Ly $α$发射包络围绕这六个类星体,预计空间范围在26 $\le$ $d_{\rm Lyα}$ $\le$ 51千秒差距。类星体的电离光度与其扩展包层的Ly $α$光度之间没有相关性。这可能与扩展气体有限的覆盖因子有关,和/或由于活动星系核在其他方向而不是朝向观测者的方向上被遮蔽。事实上,我们发现包层的亮度和它的空间范围之间有很强的相关性,这表明包层可能是由活动星系核电离的。日冕物质DLA的金属丰度低,并且在$-$ 1.75 $<$ [Si/H] $<$ $-$ 0.63的范围内变化。高度电离的气体被观察到与大多数这些DLA,可能表明电离的中心活动星系核。这些DLA之一具有任何介入和/或邻近DLA所报道的最高Al III/Si III比率。这些DLAs中的大多数相对于类星体有红移,这意味着它们可能代表可能通过细丝吸积到类星体宿主星系上的下落气体。
2016-06-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Supermassive black holes with high accretion rates in active galactic nuclei: X. Optical variability characteristics
我们编制了一个样本的73个活动星系核(AGN)与混响映射(RM)的观测,从RM运动,包括我们正在进行的运动监测超级爱丁顿吸积大质量黑洞(SEAMBHs)。该样本涵盖了大范围的黑洞质量$(M_{\bullet}=10^{6-9}~M_\odot)$、无量纲吸积率$(\dot{\mathscr{M}}=10^{-2.7}-10^{2.7})$和5100~ 100 nm光度$(L_{5100}=10^{42-46}~\rm erg~s^{-1})$,使我们能够系统地研究活动星系核的光变及其与黑洞质量、吸积率和光学光度的关系。我们采用阻尼随机游走(DRW)模型描述了5100~ 100 nm连续谱的光变,并利用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法得到了衰减光变的时间尺度($τ_{\rm d}$)和振幅($σ_{\rm d}$)。我们还估计了传统的变异幅度($F_{\rm var}$),它提供了一个模型独立的措施,因此用于测试DRW的结果。我们发现活动星系核的变率特征通常与$(M_{\bullet},\dot{\mathscr{M}},L_{5100})$相关。这些相关性从亚爱丁顿到超爱丁顿吸积活动星系核是平滑的,这可能意味着活动星系核的变化可能是由相同的物理机制引起的。
2019-05-14 astro-ph.GA
Estimating the masses of Narrow line Seyfert 1 galaxies using damped random walk method
Indian Institute of Science(印度科学学院);Indian Institute of Astrophysics(印度天体物理研究所);University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);National Center for Supercomputing Applications, University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校国家超级计算应用中心)
本文利用阻尼随机游走方法对NLSy1星系的质量进行重新校准,发现其黑洞质量较小,并揭示了变异性与吸积率的关系。
2025-11-24 astro-ph.GA
Are optical and X-ray AGN mostly disjoint?
光学和X射线选择的活动星系核(AGN)之间的关系一直不清楚,由于不同的研究结果不同。Arnold等人(2009)声称X射线活动星系核几乎完全不与光学活动星系核相交,而Swift-BAT的70个月硬X射线巡天报告说,他们的711个X射线活动星系核中有553个是光学活动星系核。在这项工作中,我们着手了解这些研究之间的交叉检查,并检查他们的采样和活动星系核的选择标准,这种差异。我们还使用我们自己的光谱拟合技术重新分析了Arnold等人报道的16个星系群和星系团中的X射线和光学活动星系核。我们发现Arnold等人样品中的8个X射线活动星系核中有6个也是光学活动星系核,与Arnold等人的结果相反。的报道,在8个X射线活动星系核中,只有1个是光学活动星系核,从而否定了他们关于光学活动星系核和X射线活动星系核是几乎不相交的集合的结论。
2017-12-06 astro-ph.GA
A Degeneracy in DRW Modelling of AGN Light Curves
活动星系核(AGN)的单个光变曲线目前已成功地用阻尼随机游走(DRW)随机过程模拟,其特征在于信号的协方差矩阵为幂指数,其幂为$β=1$。通过蒙特卡罗模拟方法,我们生成了由非DRW随机过程($0.5\leqβ\leq 1.5$和$β\neq1$)描述的模拟活动星系核光变曲线,并表明它们可以被成功地模拟为一个单一的DRW过程,获得了可比的拟合优度。事实上,良好的DRW拟合可能并不意味着DRW是导致可变性的真正潜在过程,并且不能用作证据。当比较输入(非DRW)和测量(DRW)过程参数时,恢复的时间尺度(幅度)随着输入$β$的增加而增加(减少)。在实践中,这意味着恢复DRW参数可能会导致偏差(甚至不存在)的相关性的活动星系核的真实的活动星系核的可变性是由非DRW随机过程引起的。识别导致可变性的过程的正确方法是模型独立的结构函数和/或功率谱密度,然后在光曲线建模中使用信号的协方差矩阵上的此类信息。
2016-04-21 astro-ph.GA
Identifying AGNs in low-mass galaxies via long-term optical variability
利用Sloan数字巡天(SDSS)光谱分析了条纹82星系中$\sim28,000$邻近星系($z<0.15$)的核变率。我们使用SDSS g波段图像的差分成像构建光变曲线,这使我们能够检测中心光输出的细微变化。我们选择变量活动星系核通过评估是否检测到的变化是很好地描述了阻尼随机游走模型。我们发现135个星系的活动星系核一样的核变化。虽然大多数可变性选择的活动星系核具有与活动星系核的存在相一致的窄发射线,但也有一小部分具有由恒星形成主导的窄发射线。具有类活动星系核变化的恒星形成系统往往是低质量的($M_{\ast}<10^{10}~M_{\odot}$),并且可能是由于恒星形成稀释或低金属丰度而被其他选择技术错过的活动星系核。我们探索活动星系核分数作为恒星质量的函数,并发现变量活动星系核的分数增加与恒星质量,即使考虑到这一事实,低质量的系统是暗淡的。对于观测到的活动星系核中的变量随着恒星质量的减少而减少,有几种可能的解释,包括超大质量黑洞占据率的下降,黑洞质量与星系恒星质量之比的下降,或者低质量活动星系核的可变性特性的变化。我们证明,光学光度变化是一个很有前途的途径,用于检测活动星系在低质量,恒星形成为主的星系,这对即将到来的大型综合巡天望远镜的影响。
2018-09-01 astro-ph.GA
A Survey Length for AGN Variability Studies
阻尼随机游走(DRW)过程是描述活动星系核(AGN)光变的最常用、最简单的随机模型之一。活动星系核的光变曲线可以转换成两个DRW模型参数--信号去相关时间尺度$τ$和渐近振幅${SF}_{\infty}$。通过模拟手段,我们最近已经表明,为了准确地测量去相关时标,实验或光变曲线长度必须至少是底层去相关时标的10倍。在本文中,我们调查了这一要求的起源,并发现典型的活动星系核光变曲线不足以代表的内在的平稳过程。我们用DRW模拟了极长(10,000 $τ$)的活动星系核光变曲线,然后测量了1-1000 $τ$的短光变曲线的方差和平均值。我们用DRW对这些光变曲线进行建模,以获得信号去相关时间尺度$τ$和渐近幅度${SF}_{\infty}$。短于$\approx30τ$的光变曲线的方差小于输入过程的方差,如通过光变曲线的简单计算和DRW建模所估计的。这意味着虽然模拟的随机过程本质上是平稳的,但短光变曲线并不能充分代表平稳过程。由于方差和时间尺度是相关的,与输入过程相比,短光变曲线中被低估的方差会导致被低估的时间尺度。看来,一个模拟的活动星系核光变曲线并不能完全代表DRW过程,直到它的长度达到甚至$\approx30$去相关时标。用DRW模拟短AGN光变曲线会导致模型测量参数的偏差-振幅太小,时间尺度太短。
2021-09-08 astro-ph.GA
The Type 1 and Type 2 AGN dichotomy according to their ZTF optical variability
在光谱分类为2型的活动星系核(AGN)中,缺乏光学变率研究,导致发现了与最简单的统一模型(UM)不相容的异常天体。本文着重探讨不同的可变性功能,允许之间的分离模糊,2型活动星系核,和变量,unobscured类型1。我们系统地分析了Zwicky瞬态设施,2.5年的光变曲线的~ 15000 AGN从斯隆数字巡天数据发布16,这通常被认为是2型,由于没有强宽发射线(BELs)。与UM的预期一致,不同人群的变异性特征分布不同,光谱分类的弱1型显示出比2型大1个数量级的方差。我们发现,对于τ_g > 16 d和长期结构函数SF{ \infty },g> 0.07 mag的天体,阻尼随机游走模型给出的参数导致更宽的Hα等效宽度。通过限制变率特征,我们发现~ 11%的2型源显示出光学变化的证据。对最易变的源(约占2型样本的1%)进行详细的光谱分析,发现了错误分类的1型,具有弱BEL和变化状态的候选者。这项工作提出了一个最大的2型活动星系核光学可变性的系统调查,为未来的大型光度调查。
2022-11-01 astro-ph.GA
Increasing AGN sample completeness using long-term near-infrared variability
利用8年近红外变异性数据,在UDS巡天中识别601个活动星系,与X射线探测相比,覆盖更广的宿主星系质量范围,仅37%重叠,为获取更完备AGN样本提供新途径。
2024-05-23 astro-ph.GA
On type 1 active galactic nuclei with double-peaked [O~{\sc iii}]. II. properties of long-term optical variability
本研究通过分析35个双峰[O III]1型AGN的长期光变并结合对照样本与模拟,发现双峰[O III]并非双1型AGN的可靠指标,仅约3%的此类系统可能是双1型AGN。
2025-08-01 astro-ph.GA
Systematic research of low redshift optically selected SDSS Type-2 AGN but with apparent long-term optical variabilities from Catalina Sky Survey, I: data sample and basic results
本文基于卡特琳娜巡天长期光变数据系统研究低红移SDSS 2型AGN,通过阻尼随机游走模型筛选出156个具有明显光变的天体,并结合光谱特征区分误分类、真实2型AGN及可能的潮汐瓦解事件。
2023-02-17 astro-ph.GA
Systematic Analysis of Changing-look AGN Variability Using ZTF Light Curves
Peking University(北京大学);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学天文与天体物理柯夫研究所);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿大学莱顿天文台);Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen(格罗宁根大学卡普坦天文研究所);Center for Astrophysics — Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森尼天体物理中心)
本研究利用ZTF高采样率光变曲线,系统分析152个CLAGNs样本的测光变异性,发现其开启/关闭状态与整体CLAGN群体变异性模式相似,揭示CLAGNs或处于临界状态而非两类AGN间真正转变,为其内在机制提供新见解。
2025-11-13 astro-ph.GA
BAT AGN Spectroscopic Survey-XXIII. A New Mid-Infrared Diagnostic for Absorption in Active Galactic Nuclei
在这项研究中,我们使用SWIFT/BAT活动星系核样本,这已经收到了广泛的多波长后续分析的BAT活动星系核光谱调查(BASS)的结果,开发一个诊断核遮蔽检查之间的关系的视线柱密度($N_{\rm{H}}$),2-10千电子伏,$12\,\rm{μm}$光度比,和WISE中红外颜色。我们表明,严重模糊的活动星系核倾向于表现出优先“红”的中红外颜色和较低的值的$L_{\rm{X,\,Obs.}}$ / $L_{12\,\rm{μm}}$比模糊的活动星系核,我们推导出表达式$N_{\rm{H}}$的$L_{\rm{X,\,Obs.}}$ / $L_{12\,\rm{μm}}$和$L_{22\,\rm{μm}}$ / $L_{4.6\,\rm{μm}}$光度比,以及开发使用这些比率的诊断标准。我们的诊断区产生的样本是$\gtrsim80$ %完整和PDMATHAMT %纯度的活动星系核与log($N_{\rm{H}})\geq24$,以及PDMATHAMV %纯度的活动星系核与$\rm{log}(N_{\rm{H}})\gtrsim23.5$。我们发现,这些诊断不能用来区分光学恒星形成星系和活跃星系。此外,来自宿主星系的中红外贡献主导了观测到的$12~\rm{μm}$发射,这可能导致比活动星系核本质上表现出的更大的明显X射线缺陷和更红的中红外颜色,尽管这种效应有助于更好地分离模糊程度较低和…
2021-02-08 astro-ph.GA
AGN variability in the age of VRO
在接下来的十年里,Vera C.鲁宾天文台(VRO)将以规则和高节奏观测$\sim$ 1000万个活动星系核(AGN)。在这段时间内,大多数活动星系核的强度将随机波动。在这里,我们探讨的前景,精确地量化这些波动与VRO测量AGN光变曲线。为此,我们假设每一条光变曲线都是由具有给定波动幅度和相关时间的阻尼随机游动来描述的。理论论证和一些现有的测量表明,每个活动星系核的相关时间尺度和波动幅度可能与其他观测量相关。我们使用预期的信息分析来计算这些参数的精度将推断从测量的光变曲线。我们发现,测量将是如此精确,使活动星系核被分成高达$\sim 10$不同的相关时间尺度箱。然后,我们表明,如果相关时间变化的光度的一些权力,该关系的归一化和幂律指数将被确定为$\mathcal{O}(10^{-4}\%)$。这些结果表明,与VRO,精确测量的变化参数将采取他们的地方旁边的光谱学在个别活动星系核的详细表征和活动星系核人口统计的研究。类似分析将通过其他时域项目(如CMB-S4)实现。
2021-10-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Size-luminosity Relation of the AGN Torus Determined from the Comparison between Optical and Mid-infrared Variability
本文结合 ZTF 光学与 WISE 中红外多历元光变,用阻尼随机游走和环面几何玩具模型测量低红移 AGN 尘埃环面尺寸,发现其与核光度正相关并与反响映射结果一致。
2024-06-12 astro-ph.GA
Revisiting Stochastic Variability of AGNs with Structure Functions
与阻尼随机游走(DRW)模型的预期相比,报告的结构函数(SF)的斜率和它们的整体平坦度之间的差异,该模型通常很好地描述了活动星系核(AGN)的变化,引发了我们对这个问题的详细研究。我们审查常见的活动星系核可变性观测,并确定其最常见的问题。配备了这些知识,我们研究了~9000 r-波段AGN光变曲线从条纹82的斯隆数字巡天,使用随机过程与信号的幂指数协方差矩阵描述的SF。我们在红移绝对星等仓中用完整的SF方程(包括营业额和噪声部分)和单一的幂律(SPL;在减去噪声项后的“红噪声区”)对“子系综”SF进行建模。全方程SF(SPL)斜率的分布在伽马= 0.55 +/- 0.08(0.52 +/- 0.06)处达到峰值,与DRW模型一致。有一个暗示,伽马与光度的相关性很弱,与黑洞质量缺乏相关性。光学中的典型去相关时间尺度为τ = 0.97 +/- 0.46年。从SPL拟合得到的一年SF振幅为SF_0 = 0.22 +/- 0.06 mag,由于SF已经处于周转部分,因此被高估,因此,真实值为SF_0 = 0.20 +/- 0.06 mag.渐近变异性为SF_ \infty = 0.25 +/-它与光度和爱丁顿比都有很强的相关性,并与黑洞质量相关。通过蒙特卡罗模拟验证了这些结果的可靠性。
2017-03-03 astro-ph.GA
AGN Feedback models: Correlations with star formation and observational implications of time evolution
我们研究了恒星形成率(SFR)和黑洞吸积率(BHAR)之间的相关性在一套不同的活动星系核反馈模型,使用合并模拟的时间演化。通过考虑三个不同的演化阶段,以及恒星形成的核区和外围区之间的区别,我们考虑了63种不同的情况。尽管许多反馈模型很好地拟合了M-σ关系,但SFR-BHAR相关性通常存在明显差异,只有在合并后才存在接近线性的趋势。一些模型还显示了SFR-BHAR参数空间的演变,有时直接跨越长期平均SFR-BHAR相关性。这表明,观测SFR-BHAR相关星系合奏发现的是一个近似的统计趋势,由Hickox等人建议。分解成核和外部组件的SFR也突出了模型之间的显着差异,只有适度的协议与观测研究检查这在塞弗特星系。对于分数的黑洞质量增长的合并事件相对于最终的黑洞质量,我们发现多达三个模型之间的变化的因素。这也转化为类似的变化后,恒星暴增的黑洞质量增长。总的来说,我们发现,虽然模型之间的定性特征通常是相似的,但精确的定量分析表明,可能存在相当明显的差异。
2014-07-02 astro-ph.GA
Extracting Information from AGN Variability
活动星系核在整个电磁波谱上表现出快速、高振幅的随机通量变化,时间尺度从几小时到几年不等。这种变化的原因知之甚少。我们提出了一个基于格林函数的方法,使用可变性(1)测量通量扰动演变的时间尺度和(2)表征驱动通量扰动。我们将活动星系核的观测光变曲线模型化为一个由随机脉冲驱动的线性微分方程。我们分析了Kepler AGN Zw 229-15的光变曲线,发现观测到的光变行为可以用一个受色噪声扰动的阻尼谐振子模型来描述。模型功率谱在时间尺度$385$ ~d上翻转。在较短的时间尺度上,对数功率谱斜率在$2$和$4$之间变化,解释了先前研究中注意到的行为。我们恢复和识别的$5.6$ ~d和$67$ ~d的时间尺度由以前的工作报告使用格林函数的C-ARMA方程,而不是直接拟合的光变曲线的功率谱。这些是通量扰动增长的时间尺度,以及通量扰动分别衰减回稳态通量水平的时间尺度。我们使软件包KALI用于研究光变曲线使用我们的方法提供给社区。
2017-06-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Understanding the UV/Optical Variability of AGNs through Quasi-Periodic Large-scale Magnetic Dynamos
Shanghai Polytechnic University(上海理工大学);Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学李政道研究所);Cornell University(康奈尔大学)
本研究通过大尺度磁流体动力学解释活动星系核的紫外/光学变异性,发现其阻尼时间与黑洞质量相关,且空间相关波动对解释观测数据至关重要。
2026-03-03 astro-ph.GA
Optical variability of AGN in the PTF/iPTF survey
我们描述了在中间Palomar瞬态工厂(iPTF)和Palomar瞬态工厂(PTF)调查的类星体的光学变化。我们重新校准了来自SDSS的$\sim$ 28,000个明亮的宽线活动星系核的$r$波段光变曲线,产生了总共$\sim$ 240万个光度数据点。我们利用结构函数(SF)和功率谱密度(PSD)的形式主义,以寻找之间的联系的光学变化和物理参数的吸积超大质量黑洞的权力类星体。类星体样本的超额方差(SF $^{2}$)在很短的时间间隔内趋于零,验证了我们对时间序列数据的重新校准。我们发现,在一个给定的时间间隔,或等价的时间尺度的变化,以达到一定的幅度,是最强的相关性与光度与弱或没有依赖于黑洞的质量和红移。对于SF($τ$)=0.07 mag的变异性水平,时标具有$τ\propto L^{0.4}$的依赖性。这与一个简单的开普勒吸积盘模型的预期大致一致,该模型提供了$τ\propto L^{0.5}$。PSD分析还表明,许多类星体的光变曲线比阻尼随机游走更陡。我们发现PSD斜率的陡度(特别是斜率陡于2.5的部分)与黑洞质量之间存在相关性,尽管我们不能排除光度或爱丁顿比是这种效应的驱动因素的可能性。这种效应也可以在(i)PTF数据的SF分析中看到,以及在SDSS条带82中的类星体的PSD分析中看到。
2016-11-09 astro-ph.GA
Sleeping Giants? - X-ray search for low-luminosity AGN candidates in nearby optically bright galaxies
在这个硕士项目中,探索了明亮的邻近星系样本的X射线核特性。这是通过将其全面的光谱分类与最新的XMM-Newton目录-3XMM-DR 4相匹配来完成的。良好的覆盖面(近似)38%)确保调查的样本具有统计代表性。所有的核和形态的子集内发现的原始样本的486个星系都包括在内,但早期类型的星系和星系的光学特征的活动星系核(AGN)的青睐。我们的交叉匹配样品的性质的调查的结果总体上是一致的存在大部分的X射线检测到的低光度活动星系核(LLAGN)。我们的HII和过渡LINER子集中的X射线探测星系特别令人感兴趣,因为它们可能是光学光谱选择错过的LLAGN的港湾。这些核的性质进行了探讨,通过X射线光谱拟合现有的XMM-牛顿观测。大多数的检查光谱被发现是一致的热等离子体模型和一个潜在的幂律连续,和潜在的LLAGN和热发射源光度的相对贡献。在这种情况下,这些光谱是不是高度污染,确认一些核通过检查可用的高分辨率钱德拉图像,我们分类约。43%的HII核和40%的过渡LINER核是光学未检测到的LLAGN候选核。这种分类被认为是合理的成功,鉴于项目的限制,相比X射线和多波长的结果,在文献中发现的许多核。
2014-10-09 astro-ph.GA
How can the optical variation properties of active galactic nuclei be unbiasedly measured?
针对活动星系核光变性质无偏测量的最小监测基线争议,本文通过审查先验和拟合方法提出优化方案,指出约10倍光变时标的基线即可获取无偏性质,并论证了广域巡天望远镜时间域巡天的改善作用。
2023-10-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
A search for optical AGN variability in 35,000 low-mass galaxies with the Palomar Transient Factory
本文分析了NASA-Sloan Atlas中$\sim50,000$附近(z<0.055)星系的长期光学变率,其中$35,000$是低质量($M_{\ast}<10^{10}~M_{\odot}$)星系。我们使用Palomar瞬变工厂(PTF)R波段观测的差分成像来构建具有几年典型基线的光变曲线。然后,我们寻找核光输出的细微变化。我们确定是否检测到的变化是活动星系核样通过评估阻尼随机游走模型的拟合质量。我们确定了424个可变性选择的活动星系核,其中包括244个恒星质量之间的$10^{7}$和$10^{10}~M_{\odot}$。75%的低质量星系具有类似活动星系核的可变性,它们的发射线很窄,主要是恒星形成。在控制了原子核的星等之后,活动星系核的变星比例在下降到$M_{\ast}=10^{9}~M_{\odot}$时是恒定的,这表明BH的占据率在下降到这个恒星质量状态时并没有急剧下降。结合我们的NASA-Sloan Atlas样本与附近星系的样本与广泛的H $α$发射,我们发现没有依赖的变化特性与黑洞质量。然而,我们警告说,可变活动星系核的分数是强烈依赖于基线。对于少于两年的基线,整个样本的可变比例为0.25%,而对于长于两年的基线,可变比例为1.0%。最后,将Stripe 82光变曲线(Baldassare et al. 2018)与PTF光变曲线进行比较,我们发现了外观变化的A…
2019-10-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Two-dimensional correlation analysis of periodicity in active galactic nuclei time series
活动星系核(AGN)是最强大的光源之一,具有固有的、显著的和随机的亮度变化。它们的时间序列的随机性是如此微妙,以至于模糊了非周期波动和噪声振荡之间的边界。这对分析这样的时间序列提出了挑战,因为视觉检查和预处理方法都不能很好地识别其中的振荡信号。因此,需要一种用于周期性检测的客观方法。在这里,我们回顾我们的一个新的数据分析方法,结合了二维相关(2D)的时间序列与强大的方法高斯过程。为了证明这种技术的实用性,我们将其应用到两个例子的问题,没有充分利用:阻尼rednoised人工时间序列模仿活动星系核的时间序列和新发表的观察到的时间序列的变化看活动星系核(CL活动星系核)NGC 3516。该方法成功地检测到这两种类型的时间序列的周期性。NGC 3516中$\sim 4$ yr的周期性使我们能够推测,如果在其吸积盘(AD)中形成的热不稳定性在类似于检测到的周期性的时间尺度上,那么AD半径可能是$\sim 0.0024$ pc。
2020-07-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Optical Variability of the Dwarf AGN NGC 4395 from the Transiting Exoplanet Survey Satellite
我们目前的光学光变曲线从凌日系外行星调查卫星(TESS)的原型矮活动星系核(AGN)在附近的星系NGC 4395托管一个$\sim 10^5\,M_\odot$超大质量黑洞(SMBH)。在达到背景噪声水平之前的数周至数小时的时间尺度上检测到显著的变化。$\sim$长达一个月、30分钟的高精度TESS光变曲线可以通过简单的阻尼随机游走(DRW)模型很好地拟合,阻尼时标$τ_{\rm DRW}$被约束为$2.3_{-0.7}^{+1.8}$ ~天($1σ$)。NGC 4395几乎完全依赖于对活动星系核测量的$τ_{\rm DRW}-M_{\rm BH}$关系的外推,而活动星系核的BH质量要大三个数量级以上。光变周期图可以很好地拟合的高频斜率($-1.88\pm0.15$)和特征时间尺度($τ_{\rm br}\equiv 1/(2πf_{\rm br})=1.4_{-0.5}^{+1.9}\,$天)与DRW模型在1 $σ$内的破幂律。这项工作证明了TESS光变曲线在识别低质量吸积SMBH与光学可变性,和一个潜在的全球$τ_{\rm DRW}-M_{\rm BH}$关系,可用于估计SMBH质量与光学可变性测量的权力。
2020-08-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
The effect of extended radio emission on SMBH accretion rate estimates
本研究通过121个射电亮星系样本,发现用总射电通量估计吸积率会系统性高估约3倍,影响11%源的吸积模式分类,并随射电尺寸增大而加剧,建议重新评估射电巡天中的AGN吸积率计算。
2025-10-07 astro-ph.GA
Baseline-Aware Dependence fitting for DAmping Timescales (BADDAT): A Nearly Unbiased Approach to Constraining Optical Variability Dependence on Physical Properties of Active Galactic Nuclei
针对观测基线有限导致阻尼时标低估的问题,提出BADDAT前向建模方法,显式校正偏差并利用低估测量,稳健约束AGN物理性质与阻尼时标的群体依赖关系,经模拟验证并调和了先前矛盾结果。
2025-09-26 astro-ph.GA astro-ph.IM
Optimizing Optical Searches for Supermassive Black Hole Binaries in AGN Light Curves: Fourier versus Bayesian Periodicity Detection
Vanderbilt University(范德堡大学);Wake Forest University(维克森林大学);Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA)(天体物理跨学科探索与研究中心);Northwestern University(西北大学)
本文通过比较傅里叶法与贝叶斯周期性检测方法,优化了AGN光变曲线中超大质量黑洞双星的搜索,发现NBS在检测周期性和过滤噪声方面表现最佳,结合NBS和GLSP可显著降低误报率。
2026-01-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Pan-STARRS1 variability of XMM-COSMOS AGN. II. Physical correlations and power spectrum analysis
[简要]我们寻找活动星系核基本参数和静止坐标系UV/光学变率特性之间的标度关系,样本为XMM-COSMOS巡天的$\sim$ 90 X射线选择的活动星系核,覆盖了宽的红移范围,具有Pan-STARRS 1(PS1)中深场04巡天提供的四个波段的光学光变曲线。为了估计变异幅度,我们利用归一化超额方差($σ_{\mathrm{rms}}^{2}$),并通过从我们的光变曲线的不同部分计算$σ_{\mathrm{rms}}^{2}$,在几个月和几年的休息帧时间尺度上探测变异性。此外,我们推导出我们的源使用连续时间自回归移动平均(CARMA)模型的休息帧的光学PSD。我们观察到,多余的方差和PSD的振幅与波长,辐射光度和爱丁顿比强烈的反相关。没有证据表明黑洞质量和红移的变化幅度的依赖性。这些结果表明,吸积率是决定类星体在月和年时间尺度上的静止坐标系紫外/光变幅度的基本物理量。我们所有光源的光学PSD都符合破幂律,在$\sim$ 100和$\sim$ 300天之间的静止帧时间尺度上显示出特征弯曲。破裂时间尺度与活动星系核的基本参数没有明显的相关性。PSD的低频斜率与我们大多数对象的$-1$值一致,而高频斜率的特征在于$\sim-2$和$\sim-4$之间的宽分布值。这些发现揭示了显着偏离简单的“阻尼随机游走”模型,经常用于以前的光学变异性研究。我们发现一个较弱的趋势,活动星系核与更高的黑洞质量…
2015-10-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
HI gas playing hide-and-seek around a powerful FRI-type quasar at z$\sim$2.1
我们目前的光学光谱和毫角秒尺度的无线电连续观测类星体M1540-1453($z_{em}$ = 2.104 $\pm$ 0.002),显示相关的HI 21厘米吸收在$z_{abs}$ = 2.1139。在亚千秒差距尺度下,亮度为$5.9\times10^{27}$ WHz $^{-1}$的1.4 GHz强射电源显示出Fanaroff-Riley(FR)I类形态,是由活动星系核70秒差距内的致密气体相互作用引起的。有趣的是,虽然有迹象表明存在的吸收低电离物质,如铁II,硅II和硅III在光谱中,预期的强阻尼Ly $α$吸收没有检测到在红移的HI 21厘米吸收。与典型的高$z$类星体相比,Ly $α$的发射线要窄得多. HI Ly $α$吸收体部分覆盖0.05 pc宽线区域的“幽灵”性质和覆盖漫射射电源(范围$>$ 425 pc)的广泛HI 21-cm吸收的检测意味着存在一个大的clusiphal HI晕--它可能是由喷流-ISM相互作用吹出的。需要进一步的观测来确认Ly $α$吸收体的“幽灵”性质,并更好地了解喷流-ISM相互作用在塑造这个强大活动星系核的射电形态中所起的作用。这项研究展示了联合无线电和光学分析如何在高红移时揭示AGN中的气体环境和无线电形态的起源,而这些仍然是巨型星系的组装地点。
2022-02-23 astro-ph.GA
A characteristic optical variability time scale in jetted active galactic nuclei: a large gamma-ray emission sample
本文利用高斯过程实现的阻尼随机游走模型拟合1684个喷流AGN的ZTF光变曲线,发现内禀光变时标与黑洞质量和喷流功率存在新的标度关系,并据此区分了高效与低效吸积AGN的不同光变起源机制。
2025-05-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Nuclear Spectral Energy Distributions of Luminous Infrared Galaxies
本研究利用X-CIGALE建模23个发光红外星系的核心SEDs,发现AGN比例在晚期合并中增强,核心红外发射由尘埃和AGN主导,且双核心SEDs差异表明AGN状态受环核环境影响更大。
2025-04-23 astro-ph.GA
Measuring Outflow Distances in NGC 5548 Using Absorption-Line Variability Diagnostics
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
本研究通过分析C IV吸收变异性,确定NGC 5548出流成分1和6的径向距离,为AGN反馈机制提供新的证据。
2026-07-24 astro-ph.GA
The AGN Optical Variability Fundamental Plane
本研究利用ASAS-SN光变曲线拟合DRW模型,建立AGN光学变异性与SMBH质量的基本平面关系,并预测LSST和ASAS-SN未来可广泛探测SMBH质量,为仅用光度观测估计黑洞质量提供新途径。
2025-01-21 astro-ph.GA
SPIDERS: Selection of spectroscopic targets using AGN candidates detected in all-sky X-ray surveys
SPIDERS(Specectroscopic Identification of eROSITA Sources)是与eBOSS宇宙学项目并行运行的SDSS-IV调查。天基信息平台将获得在大面积eROSITA、XMM-牛顿和ROSAT巡天中探测到的大量X射线选定的活动星系核和星系团成员的光学光谱。我们描述的方法来选择光谱目标的两个子方案的SPIDERS:X射线选择AGN候选人中检测到的ROSAT所有的天空和XMM-牛顿回转调查。我们已经利用了贝叶斯交叉匹配算法,指导先验知识的基础上中红外颜色幅度信息从WISE调查,选择最有可能的光学对应每个X射线检测。我们的经验表明,我们的同行选择方法使用的参考样本的明亮的本地化良好的X射线源整理从XMM-牛顿,钱德拉和斯威夫特-XRT偶然目录,并通过检查空白的天空位置的高保真度。我们描述了向下选择的步骤,导致在最后一组的SPIDERS-AGN目标提出的光谱内的eBOSS/TDSS/SPIDERS调查,并提出这些目标的目录。我们还提供了~12000 ROSAT和~1500 XMM-牛顿回转测量源的目录,这些源具有SDSS-DR 12的现有光谱,包括我们目视检查的结果。在完成SPIDERS计划后,我们希望收集到超过85%的ROSAT和XMM-牛顿回转巡天源在~7500度$^2$足迹上的均匀光谱红移信息,这些巡天源具有在17<r<22.5星等范围内的…
2017-04-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Investigating photometric and spectroscopic variability in the multiply-imaged Little Red Dot A2744-QSO1
本研究利用多重成像小红点A2744-QSO1的引力透镜时间延迟,通过光谱观测发现其宽氢线等值宽度存在显著变化,支持该天体为活动星系核的结论,同时指出需进一步监测构建可靠光变曲线。
2025-05-07 astro-ph.GA
Testing the linear relationship between black hole mass and variability timescale in low-luminosity AGN at submillimeter wavelengths
本文利用亚毫米波阵列对多个低光度活动星系核的长期监测,通过阻尼随机游走模型测量光变饱和时标,发现其与黑洞质量在三个数量级上呈线性相关,表明亚毫米辐射源自事件视界附近,并为事件视界望远镜成像筛选了候选源。
2023-05-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Properties of long-term optical variability of active galactic nuclei with double-peaked broad low-ionization emission lines
在这篇手稿中,我们研究了一个大样本的106 SDSS光谱证实AGN的双峰宽低电离发射线(双峰发射)的长期光学变化的性质。超过8年的长期光学光变曲线是从卡特琳娜巡天数据发布2中收集的。并采用阻尼随机游走(DRW)过程来描述双峰辐射源的长期变化。同时,同样的DRW过程被应用于SDSS Stripe82数据库中7000多个光谱证实的正常类星体的长期光学光变曲线。然后,我们可以发现,DRW过程确定的休息帧内禀光变时标$\ln(τ/{\rm days})$约为5.8双峰发射体和正常类星体分别约为4.8。在考虑了红移、BH质量和吸积率在双峰发射体和正常类星体之间的不同分布等必要效应后,双峰发射体的内禀变率时标在统计上更长.此外,径向依赖的吸积率$\dot{m}_{\rm R}~\propto~R^β$与较大的值的$β$可能是一个可以接受的解释较长的内在可变性的时间尺度在双峰发射器。因此,双峰发射体与正常类星体的发射区具有不同的本征性质。双峰发射体可以作为活动星系核的一个独特的子类。
2016-09-28 astro-ph.GA
A new timescale-mass scaling for the optical variation of active galactic nuclei across the intermediate-mass to supermassive scales
基于NGC 4395高频多波段监测,本文发现中等质量黑洞AGN也存在短时间尺度DRW偏离及时间尺度依赖颜色变化,并提出τ与M_BH的新标度关系。
2024-05-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
High frequency breaks in optical active galactic nuclei power spectral density
本文利用ASAS-SN和TESS光变曲线分析活动星系核的光学功率谱密度,发现除已知低频拐折外还存在高频拐折,并揭示其与X射线拐折频率及黑洞质量的潜在相关性,为约束活动星系核物理提供了新途径。
2025-03-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
A search for periodic AGN variability in $\textit{Gaia}$ Data Release 3
KU Leuven(荷语鲁汶大学);Millennium Institute of Astrophysics(天体物理千年研究所);Princeton University(普林斯顿大学);Isaac Newton Group of Telescopes(艾萨克·牛顿望远镜组);Radboud University Nijmegen(奈梅亨拉德堡德大学);Max Planck Institute for Astronomy(马克斯·普朗克天文学研究所)
本文利用Gaia DR3的光学光度数据,系统搜索周期性AGN信号,以识别SMBHB候选者并建立可扩展的数据分析框架,发现13个候选者但未找到可靠周期性SMBHB信号。
2026-05-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Modeling Cosmic Rays at AGN Jet-Driven Shock Fronts
本研究通过FIRE-2模型的高分辨率MHD模拟,探讨了AGN喷流中宇宙线在不同位置注入对抑制冷却流和恒星形成的影响,发现在喷流驱动激波前沿注入宇宙线并配合特定进动周期能最有效地抑制冷却流。
2025-02-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
The relation between the optical variability timescale, magnetic field of jets and black hole spin in active galactic nuclei
Qujing Normal University(曲靖师范学院);Nanjing University(南京大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Anqing Normal University(安庆师范大学);Kunming University(昆明学院);Yunnan Normal University(云南师范大学)
本研究通过DRW模型拟合41个喷流AGN的光变曲线,发现光学变率时标与喷流磁场、黑洞自旋及质量显著相关,支持MRI涨落驱动吸积盘内在变率的假说。
2025-10-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
VAR-PZ: Constraining the Photometric Redshifts of Quasars using Variability
本文提出VAR-PZ方法,利用宇宙时间膨胀效应和类星体变异性特征,结合光谱拟合提升红移估计精度,验证显示其能显著降低红移估计错误率。
2026-04-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simulating X-ray Reverberation in the UV-Emitting Regions of Active Galactic Nuclei Accretion Disks with 3D Multi-Frequency Magnetohydrodynamic Simulations
本研究利用三维多频磁流体动力学模拟AGN盘紫外辐射区并注入硬X射线,发现盘湍流足以驱动紫外光变内禀变率,而硬X射线对紫外功率谱影响极小,仅在长时标上存在弱相关,表明硬X射线可能并非反响映射信号的主要驱动因素。
2023-11-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Searching for unresolved massive black hole pairs through AGN photometric variability
Università degli Studi di Milano-Bicocca(米兰比康卡大学);INAF - Osservatorio Astronomico di Brera(布拉耶天文台);INFN, Sezione di Milano-Bicocca(意大利国家核物理研究所米兰比康卡分部);Department of Physics and Astronomy, Washington State University(华盛顿州立大学物理与天文学系);Institute of Astrophysics, FORTH(基础与研究基金会天体物理研究所);Como Lake centre for AstroPhysics (CLAP), DiSAT, Università dell’Insubria(因苏布里亚大学DISAT科莫湖天体物理中心)
本文提出一种基于贝叶斯分析的全新方法,通过光变曲线识别未解析的大质量黑洞对,验证了该方法在不同观测条件下对参数恢复的准确性及检测可行性。
2026-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE