천체물리학에서 중간질량블랙홀의 형성 및 진화 과정을 연구하는 것은 별질량 블랙홀과 초대질량블랙홀 사이의 공백을 설명하기위해서 중요하다. 해당 논문은 NGC 4395로 불리는 low-luminosity Seyfert 1 은하 중심에 존재할 것으로 예상되는 블랙홀의 질량을 추정하였다.
블랙홀의 질량을 추정하기위해서 사용된 방법: Spectrophotometric Reverberation Mapping
사용한 데이터: ARIES의 1.3m Devasthal 고속 광학망원경$(DFOT)$, 3.6m Devasthal 광학망원경$(DOT)$ 관측 데이터
-> 이해를 돕기위한 NGC 4395의 V-band 합성 이미지.
☆결론 ☆
1. Hα BLR size: $125.0 _{-6.1}^{+6.2}$ Light minutes
2. $\sigma _{line} =544.7 _{-25.1}^{+22.4} kms ^{-1}$ / $FWHM=810.2 _{-91.8}^{+86.8} kms ^{-1}$
3. 위의$\sigma _{line}$값을 이용하여 추정된 블랙홀의 질량은 아래의 값과 같다. 해당 값은 중간질량블랙홀의 범위에 들어간다.
$2.2 _{-0.2}^{+0.2} *10 ^{4} M _{\odot}$
4. Bolometric Luminosity($L _{BOL}$) = 1.67 × 10$^{41}$ erg s$^{-1}$
Eddington Ratio$(\lambda_{EDD})$ = 0.06
5. NGC 4395를 BLR size vs $\lambda$$L_{\lambda}$로 나타내니까 기존의 Reverberation Mapping(RM) 방법으로 측정된 블랙홀들의 위치와 다른 곳에 존재함. 이는 low-luminosity AGN에 대한 후속 연구의 필요성을 시사한다.
왼쪽 이미지: Hβ BLR size vs opticl Luminosity
오른쪽 이미지: Hα BLR size vs monochromatic continuum Luminosity
각각의 이미지에서 다른 블랙홀의 후보군과 함께 NGC 4395가 나타나있다. 자료에서 볼 수 있듯이 NGC 4395는 다른 후보군과 많이 떨어져 있는 것을 알 수 있다.
6. $M_{BH}$ vs $\sigma_{\star}$의 관계에서 paper에서 제시한 30km*$s^{-1}$ 값을 쓰면 $M_{BH}$ vs $\sigma_{\star}$ 관계에 잘 맞지만 [O III], [S II]를 기반으로 한 $\sigma$ 값을 사용하면 잘 맞지 않다.
-> 자세한 설명은 생략하지만 그래프를 보면 [OⅢ]. [SⅡ]를 기반으로 한 σ값을 사용하면 잘 맞지 않는 것을 볼 수 있다.
Reference
- Spectrophotometric Reverberation Mapping of Intermediate-mass Black Hole NGC 4395, 2024, THE ASTROPHYSICAL JOURNAL, DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2409.16844
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