[論文レビュー] Mid-Infrared Imaging of Active Galaxies: Active Nuclei and Embedded Star Clusters

E. Galliano, D. Alloin+3 more|ArXiv.org|Apr 5, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 63被引用数 41

ひとこと要約

本研究では、ESO 3.6 m望遠鏡のTIMMI2機器を用いて、9個の近傍アクティブ銀河に対して高分解能中赤外線（MIR）画像を取得し、0.6″–1″の空間分解能を達成した。NGC1365およびNGC1808の既存の未解像MIR／電波源は、若い、ほこりに埋もれた星団であると解釈され、スペクトルエネルギー分布（SED）モデリングにより、約10⁶ M⊙の5 Myrの星団が依然として濃いほこりのココonsに覆われていることが示された。これにより、アクティブ銀河におけるAGNと星形成活動の寄与度についての重要な知見が得られた。

ABSTRACT

High resolution, mid-infrared (MIR) images of a set of nine nearby active galaxies are presented. The data were obtained with the TIMMI2 instrument mounted at the ESO 3.6m telescope using a set of N-band narrow filters. The resulting images have an angular resolution of 0.6"-1". The MIR emission has been resolved in four galaxies: NGC253, NGC1365, NGC1808 and NGC7469. The images unveil a circumnuclear population of unknown MIR sources in NGC1365 and NGC1808, coincident with radio sources. These MIR/radio sources are interpreted in terms of embedded young star clusters. A high-resolution MIR map of NGC253 is also presented, and enables the identification of a previously unknown MIR counterpart to the radio nucleus. Extended MIR emission is detected in NGC7469, and concurs with previous observations in the NIR and radio. For this source, an interesting morphological difference between the 10.4mic and the 11.9mic emission is observed, suggesting the presence of a dust-rich micro-bar. Our MIR images of Circinus do not show resolved emission from the nucleus down to an angular scale of 0.5". In the case of NGC2992, an upper limit to the extended MIR emission can be set. Finally, we provide new MIR flux measurements for the unresolved AGN in NGC5995, IZw1 and IIZw136.

研究の動機と目的

• 高分解能中赤外線（MIR）画像を用いて、近傍アクティブ銀河における活動銀河核（AGN）と星形成活動の寄与度を解き明かすこと。
• 特に電波放射と一致するMIR源の未解像化されたMIR源を特定・特徴づけること。
• NGC1365およびNGC1808のMIR／電波源の性質を、光度測定およびスペクトルエネルギー分布（SED）モデリングにより調査すること。
• MIR狭帯域色および電波スペクトル指数を用いて、埋もれた星団の物理的性質（年齢、質量、減光）を同定すること。
• ほこりの減光および発光特徴（例：ケイ酸塩吸収、PAH）が観測されたMIR色およびフラックス比に与える影響を評価すること。

提案手法

• La Sillaに設置されたESO 3.6 m望遠鏡のTIMMI2機器を用いて、9個の近傍アクティブ銀河の高空間分解能MIR画像（0.6″–1″）を取得した。
• 10.4、11.9、12.9 μmに中心を持つNバンド狭帯域フィルターを用いて、ほこりの放射およびケイ酸塩特徴を調査し、色-色診断法を可能にした。
• 既存の調査から得られた電波cm波長源と照合することで、MIR／電波源の一致を特定した。
• MIRフラックス測定値からスペクトルエネルギー分布（SED）を構築し、ほこりに埋もれた黒体モデルおよびテンプレートと比較した。
• 10.4/11.9および11.9/12.9フラックス比を用いて、ほこりの減光およびケイ酸塩吸収深さを推定し、ほこりスクリーンモデルを用いて視覚的減光（A_V）を推定した。
• MIRフラックス比とcm電波スペクトル指数（α₃.₆⁶）を相関させ、時間とともに減光およびイオン化放射が減少すると仮定して、進化の傾向を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC1365およびNGC1808の核部で電波放射と一致する未解像MIR源の性質は何か？
• RQ2 これらのMIR／電波源のMIR色およびフラックス比は、標準テンプレートとどのように異なり、ほこりの減光および温度にどのような示唆を含むか？
• RQ3 観測されたMIRおよび電波特性は、若い埋もれた星団モデルで説明可能か？その推定される星団の年齢および質量は何か？
• RQ4 MIRフラックス比（10.4/12.9）とcm電波スペクトル指数の間に相関があるか？それは源の進化状態に何を示唆するか？
• RQ5 ケイ酸塩吸収、PAH発光、または[NeII] 12.8 μm線発光が、観測されたMIR色にどの程度寄与しているか？

主な発見

• 高分解能MIR画像により、NGC253、NGC1365、NGC1808、NGC7469で拡張した発光が解像された。NGC253では、電波核に対応する以前に未知のMIR対応体が確認された。
• NGC1365およびNGC1808では、標準テンプレートよりも赤いMIR色を示すMIR／電波源の集団が同定され、顕著なほこりの減光が示唆された。
• NGC1808のMIR／電波源は10.4/11.9フラックス比の範囲が狭く、NGC1365の源は11.9/12.9比が低くなる一連の傾向を示しており、ケイ酸塩吸収が深いか、より高い減光があることを示唆している。
• ほこりスクリーン近似を用いたモデリングにより、300 Kの黒体に対して視覚的減光（A_V）が数マグニチュード（最大約50）に達することが示され、強いケイ酸塩吸収特徴と整合的であった。
• 10.4/12.9フラックス比の増加とcmスペクトル指数の増加の相関から、ほこりのココonsが蒸発し、イオン化放射が時間とともに減少する進化の順序があることが示唆された（5 Myrの星団）。
• MIR／電波源は、依然として濃いほこりのココonsに埋もれている若い、質量の大きな星団（約10⁶ M⊙）として最も適切に解釈される。星形成は継続的であり、進化するイオン化放射場が存在する。