[論文レビュー] Dust in active nuclei. I. Evidence for "anomalous" properties

R. Maiolino, A. Marconi+5 more|ArXiv.org|Sep 30, 2000

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 51被引用数 234

ひとこと要約

本稿では、活発な銀河核（AGN）の核周辺領域におけるダストが、銀河間媒体と比較して著しく低い減光を示すという観測的証拠を提示している。著者らは、AGNにおけるE_B-V/N_HおよびA_V/N_H比が、銀河系の値よりも3〜100倍も低く、これは大粒径のダストが支配的であることを示しており、減光曲線を平坦化させ、特徴的な吸収バーニングを抑制する。

ABSTRACT

We present observational evidences that dust in the circumnuclear region of AGNs has different properties than in the Galactic diffuse interstellar medium. By comparing the reddening of optical and infrared broad lines and the X-ray absorbing column density we find that the E(B-V)/N_H ratio is nearly always lower than Galactic by a factor ranging from ~3 up to ~100. Other observational results indicate that the Av/N_H ratio is significantly lower than Galactic in various classes of AGNs including intermediate type 1.8-1.9 Seyferts, hard X-ray selected and radio selected quasars, broad absorption line QSOs and grism selected QSOs. The lack of prominent absorption features at 9.7um (silicates) and at 2175A (carbon dip) in the spectra of Seyfert 2s and of reddened Seyfert 1s, respectively, add further evidence for dust in the circumnuclear region of AGNs being different from Galactic. These observational results indicate that the dust composition in the circumnuclear region of AGNs could be dominated by large grains, which make the extinction curve flatter, featureless and are responsible for the reduction of the E(B-V)/N_H and Av/N_H ratios. Regardless of the physical origin of these phenomena, the reduced dust absorption with respect to what expected from the gaseous column density should warn about a mismatch between the optical and the X-ray classification of the active galactic nuclei in terms of their obscuration.

研究の動機と目的

• AGNにおけるダスト減光が銀河系標準の減光曲線およびダスト対ガス比から逸脱しているかどうかを調査すること。
• X線吸収の全柱密度（N_H）が、銀河系モデルで予想されるように、光学／赤外線の赤化（E_B-VまたはA_V）と相関しているかどうかを特定すること。
• AGNスペクトルに顕著なダスト特徴吸収（例：9.7 µmケイ酸塩吸収、2175 Å炭素吸収谷）が存在しないことは、異なるダスト粒子集団を示唆するかを検討すること。
• これらの異常な性質が、特に光学的およびX線的分類の分離（decoupling）を含む統一AGNモデルに与える影響を評価すること。
• E_B-V/N_HおよびA_V/N_H比の低さが選択効果に起因するのではなく、AGNダストの系統的性質であることを確立すること。

提案手法

• Hα/Hβおよび他の発光ライン比を用いて赤化指標としてE_B-Vを導出するため、光学および赤外線帯域のバルクライン比を比較する。
• 1–10 keVエネルギー領域における冷媒の吸収特徴から、X線スペクトル解析を用いて吸収全柱密度N_Hを測定する。
• Seyfert 2銀河のISO中赤外スペクトルを分析し、9.7 µmケイ酸塩吸収特徴の有無を調査する。
• 赤化されたSeyfert 1の紫外スペクトルを検討し、2175 Åの炭素吸収谷が存在するかを確認する。
• 20個のAGN（中間的タイプ、電波およびX線選択のクェーサー、広帯域吸収ラインQSOを含む）のE_B-V/N_HおよびA_V/N_H比を計算する。
• 観測された比を銀河系標準値（E_B-V/N_H = 3.1、A_V/N_H = 3.1）と統計的に比較し、系統的逸脱を特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 AGNにおけるダスト減光は、銀河系の減光曲線およびダスト対ガス比と整合的か？
• RQ2 観測されたX線全柱密度（N_H）は、AGNにおいて光学／赤外線の赤化（E_B-VまたはA_V）とどの程度一致するか？
• RQ3 顕著な赤化を示すAGNのスペクトルに、9.7 µmおよび2175 Åの特徴的ダスト吸収バーニングが存在するか？
• RQ4 観測されたE_B-V/N_HおよびA_V/N_H比を説明するためのダスト粒子の物理的性質（例：サイズ分布）は何か？
• RQ5 これらの異常は、特に光学的およびX線的遮蔽の対応関係を含む、統一モデルにおけるAGN分類にどのように影響を与えるか？

主な発見

• AGNにおけるE_B-V/N_H比は、銀河系の値よりも3〜100倍も低く、系統的に低い値を示しており、低リニアティビティのAGN3つを除いては銀河系と同等の比を示すものは存在しない。
• A_V/N_H比も、中間的タイプの1.8–1.9 Seyfert、ハードX線選択、電波選択、広帯域吸収ラインQSOを含むさまざまなAGNタイプで、銀河系の値よりも顕著に低い。
• Seyfert 2銀河の中赤外スペクトルには、顕著なダスト吸収が存在するにもかかわらず、9.7 µmケイ酸塩吸収特徴が検出されないため、小粒径ダストの欠如が示唆される。
• 赤化されたSeyfert 1の紫外スペクトルには、銀河系減光曲線に予想される2175 Åの炭素吸収谷が顕著に認められない。
• 観測された異常は、大粒径ダストが支配的であることで最もよく説明され、これは減光曲線を平坦化させ、特徴的な吸収バーニングを抑制する。
• これらの結果は、光学的およびX線的分類の分離（decoupling）を示しており、顕著なX線遮蔽が最小限の光学的減光を伴っても発生しうることを示唆する。