[論文レビュー] Host galaxies of z ~ 4.7 QSOs

J. B. Hutchings|ArXiv.org|Dec 20, 2002

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 15被引用数 15

ひとこと要約

本研究では、Gemini-N望遠鏡を用いて深さのある近赤外域の広帯域および狭帯域画像を取得し、5つのz ~ 4.7のクェーサーの宿主銀河および[O II]発光線ガスを解像した。宿主銀河は明るく不規則な形をしており、K-z関係と整合的であることが判明した。一方、[O II]発光は宿主内に存在するコンパクトな星形成領域を示しており、高赤方偏移域における活発な銀河形成を示している。

ABSTRACT

2 micron broad- and narrow-band imaging with the Gemini-N telescope of five z~4.7 QSOs, has resolved both the host galaxies and [O II] emission-line gas. The resolved fluxes of the host galaxies fall within the extrapolated spread of the K-z relationship for radio galaxies at lower redshifts, and their resolved morphology is irregular. The [O II] images indicate knots coincident with many continuum features and also some bright jet-like features near the nucleus. The line emission total fluxes indicate overall equivalent widths of 5 to 10 A at rest wavelengths. Two of the QSOs are in a local environment of faint galaxies of similar magnitude to the hosts, and three have nearby galaxies with excess narrow-band flux, which would be [O II] if they are at the QSO redshift.

研究の動機と目的

• 明るい核成分による解像度の低下が生じるため、z ~ 4.7の高赤方偏移クェーサーの宿主銀河を検出・特徴づけること。
• 広帯域および狭帯域画像を用いて星の光とイオン化ガス発光を分離し、これらの宿主の形態および明るさを調査すること。
• これらの宿主が低赤方偏移の電波銀河で観測されたK-z関係に従っているかどうかを確認し、その進化状態を評価すること。
• [O II]発光線ガスを特定・分析し、星形成を示すものとして、宿主銀河の光と空間的相関関係を評価すること。
• QSOの周囲環境に、明るさの低い同伴銀河や、[O II]発光が認められるかを調査し、集団形成や相互作用に起因する燃料供給の可能性を検討すること。

提案手法

• 赤方偏移された[O II]発光線を~2 µmで捉えるために、Gemini-N望遠鏡を用いて近赤外域広帯域および狭帯域画像を取得した。
• デューティング露出と標準的な画像処理手法を用いて、信号対雑音比を向上させ、背景雑音を低減した。
• フィールド内に存在する孤立した明るい星を用いてPSF差し引きを行い、分解されない核成分を分離し、分解された宿主銀河の光を抽出した。
• IRAFのellipseタスクを用いて方位平均の明るさプロファイルを作成し、QSO、PSF星、および近接銀河を比較することで、分解された宿主光が本物のものであることを確認した。
• 狭帯域(NB)と広帯域(BB)画像間のフラックス比を測定し、[O II]線発光を推定し、静止系換算等価幅を計算した。
• QSOフィールド内の微弱銀河カウントを分析し、局所環境の密度を評価し、QSOの赤方偏移で[O II]発光を示す可能性のある同伴銀河を同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 z ~ 4.7のQSOの宿主銀河は、質量が大きく明るい銀河に一致する、分解可能な拡張した星の光を示しているか？
• RQ2 これらの宿主銀河の形態は不規則であるが、これは進行中の銀河形成または合体活動を示唆しているか？
• RQ3 [O II]発光線ガスは、宿主銀河の光と同じ空間的分布を示しているのか、それともコンパクトな星形成領域に局在しているのか？
• RQ4 宿主銀河の明るさは、低赤方偏移の電波銀河で観測されたK-z関係と整合的か？
• RQ5 QSOは、微弱で[O II]発光を示す銀河を伴う過密度環境に位置しており、集団形成や相互作用に起因する燃料供給の兆候があるか？

主な発見

• 5つのz ~ 4.7 QSOの宿主銀河は分解可能であり、明るく、高赤方偏移電波銀河のK-z関係の外挿範囲内に位置する。
• 宿主銀河の形態は不規則であり、初期段階の銀河形成または合体活動を示唆している。
• [O II]発光線ガスは全5つのQSOで分解可能であり、形態は連続的特徴と一致するコンパクトな塊状構造を示しており、局所的な星形成を示している。
• 全[O II]線発光の合計フラックスは、静止系換算等価幅が5〜10 Åに相当し、星形成銀河の典型的な値であり、活発な核または狭帯域領域発光と整合的である。
• 5つのQSOのうち3つは、QSOの赤方偏移で[O II]発光を示す可能性のある過剰な狭帯域フラックスを示す微弱な銀河を伴っており、集団形成または相互作用に起因する可能性を示唆している。
• 2つのQSOは、宿主と同程度の明るさの複数の微弱銀河を有する特に混雑した領域に位置しており、密度の高い局所環境を示している。