[論文レビュー] Effect of AGN on the morphological properties of their host galaxies in the local Universe

Tilahun Getachew-Woreta, M. Pović+4 more|arXiv (Cornell University)|Mar 15, 2022

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 89被引用数 10

ひとこと要約

本研究では、活動銀河核（AGN）が全光学光に寄与する割合が、局所銀河の6つの主要な形態的パラメータ—ギニ、非対称性、アブラハムの集中度、コンセリーチェ・バーシャディ集中度、M20、スムーズネス—に与える影響を調査する。2,301個の視覚的に分類された非活動的銀河のサンプルを用い、AGNのフラックス（5%～75%）を模擬した結果、ギニや非対称性といったパラメータは75%のAGN寄与に対しても安定している一方、スムーズネスは極めて信頼性が低いことが判明した。本研究では、スムーズネスを単独で使用するのを避けるべきであり、Giniや非対称性といった安定したパラメータを組み合わせて使用することで、z ∼ 0におけるAGNホスト銀河の分類をより信頼性高く行えると提言する。

ABSTRACT

The morphological classification of active galaxies may be affected by the presence of active galactic nuclei (AGN). In this paper, we provide the most detailed analysis on how different AGN contributions, from 5% to 75%, to the total optical light may affect six commonly used morphological parameters and the final classification of AGN host galaxies at z$\sim$0. We used a local sample of >2000 visually classified non-active galaxies, to quantify how the contribution of a bright nuclear point source of different intensity could affect morphological parameters such as: asymmetry, Abraham concentration index, Gini, M20 moment of light, smoothness, and Concelice-Bershady concentration index. We found that most of the morphological parameters are affected by AGN contributions above 25%, with late-type galaxies being more affected than early-types. We found that Gini, Abraham concentration index and asymmetry are the most stable parameters even for AGN contributions above 25%, in comparison to Concelice-Bershady concentration index and M20 moment of light. Smoothness parameter shall be avoided when classifying AGN host galaxies, or at least it shall be used simultaneously in combination with several other parameters.

研究の動機と目的

• varying AGN contributions (5%–75%)が局所銀河の主要な形態的パラメータに与える影響を評価すること。
• AGNの汚染がホスト銀河の最終的な形態的分類に与える影響を特定すること。
• AGNの光が存在する場合に一般的に用いられる非パラメトリックな形態的パラメータ（ギニ、非対称性、集中度インデックス、M20、スムーズネス）の信頼性を評価すること。
• 観測調査におけるAGNホスト銀河の分類に適した頑健な形態的パラメータの選定に関する指針を提供すること。

提案手法

• SDSS DR4に収録された、既知のgバンド形態を持つ2,301個の視覚的に分類された非活動的銀河のサンプルを使用した（Nair & Abraham 2010）。
• Moffatプロファイルを用いたポイントソースフラックスを追加することで、各銀河にAGN寄与（5%、10%、25%、50%、75%）を模擬した。
• 元の画像および模擬画像の両方に対して、一貫した方法で6つの形態的パラメータ（CABR、GINI、CCON、M20、ASYM、SMOOTH）を測定した。
• AGNフラックスレベルおよび銀河タイプ（早期型対後期型）ごとにパラメータ値を比較し、感度と安定性を評価した。
• AGN汚染下での分類の頑健性を評価するために、複数のパラメータを組み合わせた形態的図を用いた。
• パラメータの変化と形態的クラス間の汚染率を定量化するための統計的分析を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 AGN寄与が5%から75%に増加するにつれて、局所銀河の6つの標準的形態的パラメータの値にどのような影響を与えるか？
• RQ2 どの形態的パラメータがAGN汚染に対して最も安定しており、その安定性は早期型と後期型銀河でどのように異なるか？
• RQ3 AGN汚染が、形態的図における銀河の誤分類にどの程度まで影響を及ぼすか？
• RQ4 ASYM–CABR–GINIのような複合パラメータ図は、CCON や M20 を用いた図と比較して、高AGNフラックス下でどのように性能を示すか？
• RQ5 これらの発見は、深紫外調査や機械学習パイプラインにおけるAGNホスト銀河の形態的分類にどのような意味を持つのか？

主な発見

• AGN寄与が25%を超えると、ほとんどの形態的パラメータに30%以上の顕著な変化が生じるが、非対称性を除き、ほぼ変化しない。
• ギニと非対称性は、全銀河タイプにわたり、75%のAGNフラックス下でも最も安定しており、AGNホスト分類に信頼できる指標である。
• 集中度（CABR、CCON）とM20は、AGN寄与が25%を超えると顕著に影響を受けることが判明し、25%のAGNフラックス下では早期型と後期型銀河の間で汚染率が40%を超える。
• スムーズネスはAGNに極めて感受性が高く、単独で使用すべきでない。使用する場合は他のパラメータと併用する必要がある。
• ASYM、CABR、GINIを組み合わせた形態的図は、50%～75%のAGNフラックス下でも50%以上の正しく分類されるが、CCON や M20 を用いた図は高AGNレベルで60%以上の誤分類を示す。
• 後期型銀河は早期型に比べ、特に集中度とスムーズネスパラメータにおいてAGN汚染の影響をより強く受ける。