[論文レビュー] Bars in Starbursts and AGNs -- A Quantitative Reexamination

Lei Hao, Shardha Jogee+3 more|ArXiv.org|Oct 20, 2009

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、2,000個のSDSS円盤銀河からなる大規模で一貫性のあるサンプルを用いて、銀河のバーと核活動の関連を再評価した。活動銀河核（AGN）と星形成銀河の両方で、光学的バー割合がそれぞれ47%および50%であり、非活動銀河の29%よりも顕著に高いことが判明した。これはバーがガスの内向き流入を引き起こし、中心部の活動を駆動するが、それ以上のメカニズムを経由しない限りAGNの発生と直接相関しないことを示唆している。

ABSTRACT

Galactic bars are the most important driver of secular evolution in galaxies. They can efficiently drive gas into the central kiloparsec of galaxies, thus feed circumnuclear starbursts, and possibly help to fuel AGN. The connection between bars and AGN activities has been actively debated in the past two decades. Previous work used fairly small samples and often lacked a proper control sample. They reported conflicting results on the correlation between bars and AGN activity. Here we revisit the bar-AGN and bar-starburst connections using the analysis of bars in a large sample of about 2000 SDSS disk galaxies (Barazza, Jogee, & Marinova 2008). We find that AGN and star-forming galaxies have similar optical bar fractions, 47% and 50%, respectively. Both bar fractions are higher than that in inactive galaxies (29%). We discuss the implications of the study on the relationship between host galaxies and their central activities.

研究の動機と目的

• より大規模で一貫性のあるサンプルを用いることで、過去の研究で矛盾する結果が得られたバーとAGN活動の相関を解消すること。
• 過去の研究における限界、すなわちサンプルサイズの小ささ、バー同定手法の不一致、および不適切な対照サンプルの問題を是正すること。
• 一貫性のある分光的および形態的分類を用いて、AGNにおいてバーが非活動銀河や星形成銀河と比較して過剰に存在するかどうかを調査すること。
• 理論的予測であるバーの安定性に関する仮説を検証するため、AGN活動がバーを弱体化または形態的変形を引き起こすかどうかを検討すること。
• バーが内方1キロパーセクにガスを駆動させ、周核星形成爆発やAGN活動を燃料化する役割を定量的に評価すること。

提案手法

• SDSS（0.01 < z < 0.03）の1,144個のやや傾いた円盤銀河を、青色の色と構造的解析により選別した。
• 光学画像における楕円フィッティングを適用して、全銀河にわたる一貫性のある形態的分類が得られるようにバーの同定と特徴化を行った。
• SDSS分光データ（3''アパーチャー、606–1,780 pc）を用い、銀河を分光的タイプに分類した：非活動的（EW(Hα) < 3 Å）、星形成、AGN（分光的クラス4–6）。
• Haoら（2005）の手法を用いて一貫性のあるライン強度測定および星の吸収分量の差し引き処理を実施し、分光的分類の一貫性を確保した。
• 赤方偏移、傾き、および主銀河の性質を制御した上で、分光的タイプごとのバー割合を比較した。
• バーの楕円度をバー強度の代理指標として用い、AGNホスト銀河における弱体化の有無をテストした。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大規模で一貫性のあるサンプルを用いた場合、AGNホスト銀河においてバーの過剰が統計的に有意に認められるか？
• RQ2 星形成銀河におけるバー割合は、AGNおよび非活動銀河と比較してどのように異なるか？
• RQ3 AGN活動が主バーの弱体化や形態的変形を顕著に引き起こすか？
• RQ4 バーがどれほど効果的にガスを内方1キロパーセクへ駆動させ、周核星形成爆発やAGN活動を燃料化するか？
• RQ5 過去の研究における分光的分類の不一致や小さなサンプルサイズは、バー-AGN相関に関する主張の信頼性にどのように影響しているか？

主な発見

• AGNにおける光学的バー割合は47%であり、星形成銀河の50%と統計的に有意差がない。
• 非活動銀河におけるバー割合は29%と顕著に低く、活動的および星形成銀河に顕著な過剰が認められる。
• AGN活動がバーを弱体化させることに明確な証拠はない。全分光的タイプで平均バー楕円度は一定のままである。
• バーの弱体化の欠如は、特大ブラックホールがバーを顕著に破壊しない理論的モデルを支持する。
• 結果からバーが内方1キロパーセクへのガスの内向き輸送を効率的に駆動し、星形成爆発を燃料化するとともに、AGNの燃料供給にも寄与するが、さらに内向きへの輸送には二次的メカニズムがおそらく必要であると考えられる。
• 本研究の一貫性のある手法と大規模サンプルは、過去の文献における矛盾を解消する助けとなり、これはおそらく分類の不一致や小さなサンプルに起因していた。