[論文レビュー] HerMES: SPIRE/Sub-millimetre Emission from Radio Selected AGN

N. Seymour, M. Symeonidis+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 22, 2010

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 23

ひとこと要約

本研究では、HerMES調査において、Herschel/SPIRE、Spitzer/IRAC、MIPSのデータを用いて、電波強度の高いAGNの遠赤外線放射を分析し、赤方偏移にわたる星形成率（SFR）を導出する。SFRは赤方偏移とともに ∼(1+z)^4.2±0.8 のように強く増加し、電波放射の強度とは関係がない。また、高赤方偏移における星爆発銀河での電波強度の高いAGNの稼働率は0.1–0.5%であると推定される。

ABSTRACT

We examine the rest-frame far-infrared emission from powerful radio sources with 1.4GHz luminosity densities of 25<=log(L_1.4/WHz^-1)<=26.5 in the extragalactic Spitzer First Look Survey field. We combine Herschel/SPIRE flux densities with Spitzer/IRAC and MIPS infrared data to obtain total (8-1000um) infrared luminosities for these radio sources. We separate our sources into a moderate, 0.4

研究の動機と目的

• 電波強度の高いAGNの異なる赤方偏移における遠赤外線（FIR）放射を測定し、星形成率（SFR）を推定すること。
• HerMES領域における電波選択サンプルの完全性を評価し、選択効果を補正すること。
• 電波強度の高いAGNのSFRが電波放射の強度と相関しているか、あるいは赤方偏移とともにどのように変化するかを特定すること。
• 高赤方偏移における電波強度の高いAGNが、宇宙全体のSFR密度に果たす寄与を推定すること。
• 明るい星爆発銀河（LIRGs/ULIRGs）における電波強度の高いAGN段階の稼働率を推定すること。

提案手法

• 1.4 GHzの放射が強いAGNの全赤外線放射（8–1000 μm）を、Herschel/SPIREのフラックス密度とSpitzer/IRACおよびMIPSのデータを統合して導出する。
• サンプルを中程度の赤方偏移（0.4 < z < 0.9）と高赤方偏移（1.2 < z < 3.0）の2つのグループに分け、比較分析を行う。
• SKAシミュレーテッド・スカイズを用いて完全性を推定：中程度の赤方偏移では100%、高赤方偏移では14%。
• S-cubed SEDフィッティングを適用し、AGNと星形成銀河の成分を分離する。両者は別個の集団であると仮定する。
• 標準的なSFR–LIR換算式（例：Kennicutt 1998）を用いて、全赤外線放射からSFRを計算する。
• 高赤方偏移におけるSFR密度全体に占める電波強度の高いAGNのSFR寄与を比較することで、電波強度の高いAGN段階の稼働率を推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 電波強度の高いAGNにおける星形成率（SFR）は、宇宙の時間（赤方偏移）とともにどのように変化するか？
• RQ2 中程度および高赤方偏移における電波強度の高いAGNにおいて、SFRと電波放射の強度との間に相関があるか？
• RQ3 赤方偏移 z ≈ 2 における宇宙全体のSFR密度のうち、電波強度の高いAGNの宿主銀河が占める割合はどの程度か？
• RQ4 明るい星爆発銀河（LIRGs/ULIRGs）における電波強度の高いAGN段階の推定稼働率は何か？
• RQ5 高SFRと電波強度の高いAGNの共存は、フィードバック、偶然、あるいは因果関係を示唆するのか？

主な発見

• 局所の電波強度の高いAGN（z < 0.1）の平均SFRは3.4–4.2 M☉ yr⁻¹であり、中程度の赤方偏移（0.4 < z < 0.9）では18–41 M☉ yr⁻¹に増加し、高赤方偏移（1.2 < z < 3.0）では80–581 M☉ yr⁻¹に達する。
• SFRの進化は強いべき乗則的依存性 ∼(1+z)^4.2±0.8 に従い、赤方偏移とともに急激に増加することが示唆される。
• 中程度および高赤方偏移の両グループにおいて、SFRと電波放射の強度との間に有意な相関は認められない。
• 高赤方偏移における電波強度の高いAGNの宿主銀河は、z ≈ 2における全SFR密度の0.1–0.5%を占める。
• すべてのLIRGsおよびULIRGsが電波強度の高いAGN段階を経ると仮定した場合、推定される稼働率は0.001–0.005であり、電波強度の高い段階は2–10 Gyrごとに1回程度の頻度で発生すると示唆される。
• 多くの高赤方偏移源で高SFRと電波強度の高いAGN活動が共存していることは、因果関係があるか、あるいは頻繁な同時駆動を示唆するが、本研究ではフィードバック機構の制約は得られていない。