[論文レビュー] Nuclei of Seyfert galaxies and QSOs - Central engine and conditions of star formation. Workshop summary and open questions

M. Valencia-S., J. Zuther+6 more|arXiv (Cornell University)|Dec 4, 2013

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、セイファート銀河およびQSOに関するワークショップの主要な議論を要約したものであり、中心に位置するブラックホール駆動源と星形成の関係に焦点を当てている。活動銀河核（AGN）のフィードバック、降着メカニズム、ブラックホールと宿主銀河の共進化に関する未解決の問題を提示しており、高解像度観測および多波長サーベイから得られる知見が、AGN環境における複雑でしばしば矛盾する物理的プロセスを明らかにしている。

ABSTRACT

Observationally established correlations between black hole mass and host galaxy structural/dynamical properties (like the M_BH - sigma relation) give support to the idea of an intimate link between the growth of black holes (BHs) and their host galaxies. Active galactic nuclei represent a poorly understood phase (or phases) in the life of a galaxy, during which the BH growth is directly observable. With the advent of wide-field surveys and high angular resolution instruments, it is now possible to observe the source of energy in Seyfert galaxies and QSOs, and conduct both statistical and detailed on-object studies. Combining these two perspectives gives rise to new research questions and methods. This Workshop, aimed at discussing these questions and gathering the astronomical community working on AGN, their feeding and feedback mechanisms, and their relations to the host galaxies. The purpose of this summary paper is to condense in a few pages some of the ideas and discussion points that were considered during the Workshop. We would also like to call the attention to some open questions that are still matter of debate and drive the research efforts in the field.

研究の動機と目的

• 国際的ワークショップにおけるAGNおよびその宿主銀河に関する主要な発見と未解決の議論を統合すること。
• ブラックホール降着、星形成、フィードバックメカニズムの相互作用に関する重要な未解決問題を特定すること。
• 高空間解像度機器および多波長サーベイがAGN中心駆動源の理解をどのように進めてきたかを強調すること。
• AGN活動および核領域の星形成の物理的条件と駆動メカニズムが、宇宙時間の経過とともにどのように変化するかを検討すること。
• M_BH–σ*関係の妥当性を評価し、ブラックホールと銀河の共進化モデルに与える影響を検討すること。

提案手法

• 高解像度機器（例：SINFONI、NIFS、VLBI、ALMA）からの観測結果に焦点を当てたワークショップの発表および討議の収集。
• 光学、近赤外、電波の多波長画像および分光観測を用いてAGNを分類し、SEDおよび運動学的特徴を研究すること。
• 適応光学および干渉計測技術を応用して、近傍AGNにおける数10パーセクスケールの構造を解像すること。
• 銀河中心付近のガス・ダスト雲（例：G2/DSO）の流体力学的シミュレーションを実施し、中心ブラックホールとの相互作用をモデル化すること。
• 銀河サーベイ（例：SDSS、COSMOS）の統計的解析により、ブラックホール質量、宿主銀河特性、星形成との相関関係を調査すること。
• 診断図（例：BPT、光学線幅比）の解釈を用いて、核領域におけるAGN寄与と星形成寄与を区別すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 セイファート銀河およびQSOにおけるAGN活動の駆動要因は何か。また、異なる宿主銀河環境において降着メカニズムはどのように変化するか。
• RQ2 ブラックホール質量と宿主銀河の速度分散の間の観測された相関（M_BH–σ*）は、共進化を示唆するものである程度にとどまるのか。
• RQ3 噴流およびジェットが宿主銀河内の星形成にどのように影響を与えるか。また、フィードバックが核活動をどのように制御する役割を果たすか。
• RQ4 一部の低光度AGNにバルク線幅領域（BLR）が観測されないのはなぜか。これは降着メカニズムおよびBLR形成に関する何を示唆するか。
• RQ5 観測されたAGN–星形成関係は、因果的関係、偶然的関係、自己調整的関係のいずれに起因するのか。これは赤方偏移や銀河タイプによってどのように変化するか。

主な発見

• 高解像度観測により、近傍AGNの分子トルースがクラスタ構造を示していることが判明し、AGN遮蔽の統一モデルを支持する。
• NGC 7172では、セイファート2型銀河においても幅広いPaαおよびBrγ線が検出された。これは、偏光幅広線が観測されないにもかかわらず、隠れた幅広線領域が存在することを示唆している。
• NGC 4151では、幅広線領域のガス加速が核から約70 pcの範囲内で発生しており、ジェットが主な励起源ではないことを示している。
• 銀河中心付近のG2/DSO物体は複雑な運動を示しており、流体力学的シミュレーションにより、中心ブラックホールとの相互作用に基づく2通りの進化経路が示唆されている。
• 電波LINERは、光学および電波データを用いた多波長分類により、主に低光度AGNによって駆動されていることが確認された。
• 理論的モデルは、低降着率AGNが十分な放射力を持たないため、安定な幅広線領域を有しない可能性があると示唆しており、BLRの存在が普遍的であるという仮定に疑問を呈している。