AUTHOR=Lusso Elisabeta , Risaliti Guido 

TITLE=The Physical Relation between Disc and Coronal Emission in Quasars

JOURNAL=Frontiers in Astronomy and Space Sciences

VOLUME=4

YEAR=2018

URL=https://www.frontiersin.org/journals/astronomy-and-space-sciences/articles/10.3389/fspas.2017.00066

DOI=10.3389/fspas.2017.00066

ISSN=2296-987X

ABSTRACT=<p>We propose a modified version of the observed non-linear relation between the X-ray (2 keV) and the ultraviolet (2,500 Å) emission in quasars (i.e., <inline-formula><mml:math id="M1" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∝</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>UV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>) which involves the full width at half-maximum, <italic>FWHM</italic>, of the broad emission line, i.e., <inline-formula><mml:math id="M2" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∝</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>UV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. By analyzing a sample of 550 optically selected non-jetted quasars in the redshift range of 0.36–2.23 from the Sloan Digital Sky Survey cross matched with the XMM-Newton catalog 3XMM-DR6, we found that the additional dependence of the observed <italic>L</italic><sub>X</sub> − <italic>L</italic><sub>UV</sub> correlation on the <italic>FWHM</italic> of the Mg<sc>ii</sc> broad emission line is statistically significant. Our statistical analysis leads to a much tighter relation with respect to the one neglecting <italic>FWHM</italic>, and it does not evolve with redshift. We interpret this new relation within an accretion disc corona scenario where reconnection and magnetic loops above the accretion disc can account for the production of the primary X-ray radiation. For a broad line region size depending on the disc luminosity as <inline-formula><mml:math id="M3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>blr</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∝</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>disc</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, we find that <inline-formula><mml:math id="M4" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∝</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>UV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, which is in very good agreement with the observed correlation.</p>