[論文レビュー] ALFALFA HI Data Stacking II. HI content of the host galaxies of AGN

S. Fabello, Guinevere Kauffmann+5 more|arXiv (Cornell University)|Apr 3, 2011

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、ALFALFA H iデータのスタッキング解析を用いて、1,871個のAGN宿主銀河とマッチングされた非AGNコントロールの平均H iガス含量を比較した。降着レートの階層にわたってH i質量分率に有意な差異は認められなかった。結果から、AGN活動は局所的な大質量銀河における大規模なガス的性質に顕著な影響を及ぼさないことが示唆されるが、赤シーケンスの宿主銀河では、ガス分率と降着レートの間に弱い相関が見られ、星の質量損失とディスクガスの混合供給が関与している可能性がある。

ABSTRACT

We use a stacking technique to measure the average HI content of a volume-limited sample of 1871 AGN host galaxies from a parent sample of galaxies selected from the SDSS and GALEX imaging surveys with stellar masses greater than 10^10 M_sun and redshifts in the range 0.025

研究の動機と目的

• スターマスが10¹⁰ M☉を超える、赤方偏移が0.025 < z < 0.05である体積制限サンプルの1,871個のAGN宿主銀河における平均H iガス含量を測定すること。
• フィードバックモデルが予測するように、AGN活動が星形成を抑制するエネルギー出力によってH i含量が減少することをテストすること。
• 銀河の進化状態に影響されないよう、NUV–r色とスターマス表面密度(μ⋆)でマッチングされた非AGNコントロール銀河と比較することで、核活動の影響を隔離すること。
• L[O iii]/M_BHで示されるブラックホール降着レートに応じて、H iガス分率(M_HI/M⋆)がどのように変化するかを調査すること。
• 青シーケンスと赤シーケンスの銀河集団におけるガス–降着関係の違いを調査すること。

提案手法

• 赤方偏移階層に分けた1,871個のAGN宿主銀河のALFALFA調査からのH i線プロファイルをスタッキングし、平均H i質量を測定した。
• NUV–r色とスターマス表面密度(μ⋆)でAGN宿主銀河とマッチングされた1,871個の非AGN銀河からなるコントロールサンプルを構築した。これにより、銀河の進化状態に起因する影響を制御した。
• ブラックホール降着レートの代理指標としてL[O iii]/σ⁴を用い、銀河を階層に分け、H i質量分率(M_HI/M⋆)の傾向を調査した。
• 青シーケンスと赤シーケンスの両集団で個別に傾向を分析し、ガス–降着関係が銀河の色や形態によって異なるかどうかを評価した。
• 観測された色からスターマス損失率を推定するため、人口合成モデル（Bruzual & Charlot, 2003; Maraston, 2005）を適用し、観測されたH i分率と比較した。
• 降着レート階層ごとに、構造的特徴（例：集中度指数、μ⋆）の変化を評価し、宿主銀河構造の系統的変化がガス含量測定にバイアスを及える可能性を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NUV–r色とスターマス表面密度でマッチングされた非AGNコントロールと比較して、AGN宿主銀河と非AGNコントロールの間でH iガス分率に有意な差異があるか？
• RQ2 L[O iii]/σ⁴で示されるブラックホール降着レートに応じて、AGN宿主銀河のH i質量分率(M_HI/M⋆)は変化するか？
• RQ3 青シーケンスと赤シーケンスの銀河集団において、H iガス含量と降着レートの関係はどのように異なるか？
• RQ4 赤シーケンスのAGN宿主銀河で観測されたH i含量の多くは、単に星の質量損失によって説明できるか？
• RQ5 構造的特徴（例：集中度、μ⋆）が降着レートと相関しているか。これはガス含量測定にバイアスを及える可能性があるか？

主な発見

• ブラックホール降着レートの全範囲にわたって、AGN宿主銀河とマッチングされた非AGNコントロールの間で、H i質量分率(M_HI/M⋆)に有意な差異は認められなかった。
• 青銀河集団では、H iガス分率が降着レートに依存せず、これは降着が大規模な星間媒体の状態によって制御されていないことを示している。
• 赤銀河集団では、H iガス分率と降着レートの間に弱い相関が観測され、降着レート階層でlog(M_HI/M⋆)に0.5 dexの変動が認められた。
• 赤シーケンス宿主銀河で観測された0.5 dexのH i分率の変動は、単に星の質量損失モデルで予測される0.3 dexを上回っており、ディスクガスからの寄与が示唆される。
• スターマス表面密度や集中度指数といった構造的特徴は、高降着レートから低降着レートの赤AGN宿主銀河にかけて約3倍減少しており、宿主銀河の形態が進化していることを示している。
• AGN宿主銀河にガス不足が認められないことは、AGNが外部ガス貯留を枯渇させると予測するグローバルフィードバックモデルに反する。これは、このようなフィードバックが局所的大質量銀河では支配的ではないことを示唆している。