[論文レビュー] Coevolution (Or Not) of Supermassive Black Holes and Host Galaxies: Supplemental Material

John Kormendy, Luis C. Ho|arXiv (Cornell University)|Aug 29, 2013

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 3被引用数 8

ひとこと要約

この補足資料は、活発な銀河核（AGN）における超大質量ブラックホール（BH）質量の推定に向けた間接的手法について詳述しており、リバーブレーションマッピングと広線領域モデリングに焦点を当てている。距離の影響や核領域の遮蔽による直接的な動力学的測定の限界を扱い、速度幅および時間遅れデータを用いたBH質量推定のキャリブレーション技術を提供する。主な不確実性要因は、Virial係数fに起因しており、これは準静的銀河におけるM•–σ関係を経由して経験的に制約されている。

ABSTRACT

This is the Supplemental Material to Kormendy and Ho 2013, ARAA, 51, 511 (arXiv:1304.7762). Section S1 summarizes indirect methods that are used to estimate black hole (BH) masses for galaxies with active nuclei (AGNs). Section S2 lists the observational criteria that are used to classify classical and pseudo bulges. The (pseudo)bulge classifications used in the main paper are not based on physical interpretation; rather, they are based on these observational criteria. Section S3 supplements the BH database in Section 5 of the main paper and Section S4 here. It discusses corrections to galaxy and BH parameters, most importantly to 2MASS K-band apparent magnitudes. It presents evidence that corrections are needed because 2MASS misses light at large radii when the images of galaxies subtend large angles on the sky or have shallow outer brightness gradients. Section S4 reproduces essentially verbatim the first part of Section 5 in the main paper, the BH database. It includes the list of BH and host-galaxy properties (Tables 2 and 3). Its most important purpose is to provide all of the notes on individual objects.

研究の動機と目的

• 直接的な動力学的測定が不可能なAGNにおけるブラックホール質量を測定するための包括的概説を提供すること。
• 空間的分解能が得られない遠方または高活動性銀河におけるBH質量推定の課題に対処すること。
• 準静的銀河で観測されたM•–σ関係に一致させるために、Virial質量推定式におけるVirial係数fを経験的にキャリブレートすること。
• 宿主銀河の光度およびそれによるBH質量推定に影響を及ぼす2MASS Kバンドマグニチュードの観測バイアスを補正すること。
• クラシカルバルジとピュア・バルジの区別に一貫した観測基準を適用し、BHおよび宿主銀河の性質を標準化すること。

提案手法

• リバーブレーションマッピングを用いて、連続スペクトルと広線の変動の間隔遅れを測定し、τ = r/cにより広線領域（BLR）の半径を求める。
• ブラックホール質量はVirial式 M• = f (ΔV)²r / G を用いて推定され、ここでΔVはライン幅（FWHMまたはσ_line）、rはBLR半径、fはVirial係数である。
• Virial係数fは、準静的銀河で観測されたM•–σ関係に一致させるために経験的にキャリブレーションされる。
• 延長または低表面輝度銀河では、大半の光が欠落する可能性があるため、2MASS Kバンドマグニチュードに補正を施す。
• バルジの分類（クラシカルまたはピュア・バルジ）は、主観的解釈ではなく、定量的観測基準（例：Sérsic指数、集中度、形態）に基づく。
• 詳細な個別対象のメモ（質量推定値、宿主銀河性質、データソースなど）を含む、包括的なBHデータベース（表2および表3）を構築した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 空間的分解能が得られないAGNにおいて、どのようにしてブラックホール質量を信頼性高く推定できるか？
• RQ2 Virial質量推定における主な不確実性要因は何か。特に、未知のVirial係数fの役割は？
• RQ3 2MASS Kバンドマグニチュードの補正は、宿主銀河の光度およびBH質量推定の正確性にどのように影響するか？
• RQ4 M•–σ関係をAGNにおけるVirial質量推定のキャリブレーションにどの程度活用できるか？
• RQ5 宿主銀河の構造的性質（例：クラシカルバルジ対ピュア・バルジ）は、ブラックホール質量およびAGN活動とどの程度相関するか？

主な発見

• リバーブレーションマッピングは、主に近傍のセイファート1銀河および低赤方偏移クェーサー（z ≤ 0.29）を対象として、約50個のタイプ1 AGNに成功裏に適用された。
• Virial係数fは、BH質量推定における最大の不確実性要因であり、普遍的な値は存在しない。通常はM•–σ関係に一致させるためにキャリブレーションされる。
• 2MASS Kバンドマグニチュードの補正は、特に大規模で低表面輝度の銀河において、宿主銀河の光度測定の正確性を確保するために不可欠である。
• クラシカルバルジとピュア・バルジの分類に一貫した観測基準を適用することで、銀河タイプを越えたBH-宿主共進化のより強固な比較が可能になった。
• BHデータベース（表2および表3）は、個別対象の不確実性およびデータソースのメモを含む、標準化され、詳細に文書化されたBHおよび宿主銀河性質のコンパイルである。
• 限界はあるが、リバーブレーションマッピングを含む間接的手法は、AGNにおけるBH質量の人口統計を拡張し、BH-宿主共進化の広範な研究を可能にする上で不可欠である。