[論文レビュー] Giant radio quasars: composite optical spectra

Agnieszka Kuźmicz, Sagar Sethi+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 16, 2021

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 63被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、216個の巨大電波クェเซイの最初の合成光学スペクトルを提示し、標準クェーサー（αλ = −1.56）と比較して、より平坦（赤みがかった）な連続スペクトル指数（αλ = −1.25 ± 0.01）を明らかにした。これはほこりの性質や方位角効果における本質的差異を示唆する。より平坦なスペクトルは、高い電波放射度および大きな投影線形サイズと相関しており、AGN統一模型における方位角依存効果を支持する。

ABSTRACT

We present the composite optical spectrum for the largest sample of giant radio quasars (GRQs). They represent a rare subclass of radio quasars due to their large projected linear sizes of radio structures, which exceed 0.7 Mpc. To construct the composite spectrum, we combined 216 GRQ's optical spectra from Sloan Digital Sky Survey (SDSS). As a result, we obtained the composite spectrum covering the wavelength range from 1400 {\AA} to 7000 {\AA}. We calculated the power-law spectral slope for GRQ's composite, obtaining $\alpha_{\lambda}=-1.25$ and compared it with that of the smaller-sized radio quasars, as well as with the quasar composite spectrum obtained for large sample of SDSS quasars. We obtained that the GRQ's continuum is flatter (redder) than the continuum of comparison quasar samples. We also show that the continuum slope depends on core and total radio luminosity at 1.4 GHz, being steeper for higher radio luminosity bin. Moreover, we found the flattening of the continuum with an increase of the projected linear size of radio quasar. We show that $\alpha_{\lambda}$ is orientation-dependent, being steeper for a higher radio core-to-lobe flux density ratio which is consistent with AGN unified model predictions. For two GRQs, we fit the spectral energy distribution using X-CIGALE code to compare the consistency of results obtained in the optical part of the electromagnetic spectrum with broad-band emission. The parameters obtained from the SED fitting confirmed the larger dust luminosity for the redder optical continuum.

研究の動機と目的

• 巨大電波クェーサー（GRQs）の光学連続スペクトル特性を調査すること。GRQsは、0.7 Mpcを超える電波構造を持つ非常にレアなAGNのクラスである。
• GRQsを、サイズの小さい電波クェーサー（SRQs）および標準クェーサーの合成スペクトルと比較し、特徴的なスペクトル的特徴を同定すること。
• 連続スペクトル指数が、1.4 GHzにおける電波放射度、源のサイズ、およびコア対ローブの放射度比にどのように依存するかを分析し、AGN統一模型の予測を検証すること。
• 多波長データを有する2つのGRQについてSEDフィッティングを実施し、光学連続スペクトルの結果を検証すること。

提案手法

• SDSS DR16データを用いて、216個のGRQの合成光学スペクトルを構築し、銀河赤道外の吸収補正および静止系に赤方偏移させた。
• 発光線の影響を最小限に抑えるために、3600–3700 Å範囲にスペクトルを正規化し、幾何平均を用いて全体的な連続スペクトル形状を保持した。
• 低発光領域（2210–2230 Åおよび4200–4230 Å）に対して、累乗則連続スペクトル（fν ∝ να）をフィットし、αλのスロープを導出する。
• 統計的ビニングを用いて、1.4 GHzにおける全電波放射度およびコア放射度と、投影線形サイズとの関係を分析した。
• X-CIGALEを用いて、2つのGRQのSEDフィッティングを実施し、AGN、ほこり、星族、および電離ガスの放射成分を組み込んだ。
• モデルの結果と光学連続スペクトルのスロープを比較し、ほこりの放射度および視線角効果の整合性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 巨大電波クェーサーの光学連続スペクトルは、標準クェーサーと比較してより平坦であるか？これはほこりの性質や方位角効果に何を示唆するか？
• RQ2 GRQの光学連続スペクトル指数（αλ）は、1.4 GHzにおける全電波放射度およびコア放射度とどのように相関するか？
• RQ3 GRQの連続スペクトル指数は、電波構造の投影線形サイズに依存するか？これは源の進化に何を示唆するか？
• RQ4 観測されたαλスロープは、AGN統一模型が予測する方位角依存効果（特にコア対ローブ放射度比を介して）と整合するか？
• RQ5 多波長データを有する2つのGRQのSEDフィッティング結果は、赤みがかった光学連続スペクトルから推定される高いほこり放射度を確認するか？

主な発見

• GRQの合成光学スペクトルは、αλ = −1.25 ± 0.01のより平坦な連続スペクトル指数を示し、これはSDSSクェーサー合成スペクトル（αλ = −1.56）よりも顕著に赤い。
• 全電波放射度およびコア放射度が1.4 GHzで増加するにつれて、連続スペクトルはより急になる（αλがより負になる）ことから、ジェット生成と降着物理学との間に相関があることが示唆される。
• 電波源の投影線形サイズが増加するにつれて、連続スペクトル指数は平坦化する。これは、年老いた源がより平坦なスペクトルを持つというスペクトル進化モデルと整合する。
• αλスロープは方位角依存である：コア対ローブ放射度比が高いほど、より急なスロープが観測され、AGN統一模型を支持する。
• J1429+3356およびJ1609+5354のSEDフィッティングにより、赤みがかった光学連続スペクトルに一致する高いほこり放射度（3.4×10³⁸ Wおよび4.3×10³⁸ W）が確認され、それぞれの視線角は18.8°および11.7°であった。
• SEDモデルでは、高いコア対ローブ比が、より小さい視線角と相関しており、これは面からの観測が平坦なスペクトルを生じることを示唆する。