[論文レビュー] On the LINER nuclear obscuration, Compton-thickness and the existence of the dusty torus; Clues from Spitzer/IRS spectra

O. González-Martín, J. Masegosa+8 more|arXiv (Cornell University)|Jan 15, 2015

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 98被引用数 23

ひとこと要約

本研究では、40個のLINERのスパイitzer/IRSによる中赤外スペクトルを用いて、核の遮蔽および-dusty torusの存在を調査した。その結果、全放射光度が約10^42 erg/s未塔の弱いLINERは、dusty torusを有さない可能性が示された。また、これらの源におけるコンプトン厚いX線遮蔽は、ほこりのないガスがほこりの昇華半径内に存在することによって生じる可能性があり、torusの特徴が見えないのと高X線吸収率が両立することを説明するものである。

ABSTRACT

Most of the optically classified low ionisation narrow emission-line regions (LINERs) nuclei host an active galactic nuclei (AGN). However, how they fit into the unified model (UM) of AGN is still an open question. The aims of this work are to study at mid-infrared (mid-IR) (1) the Compton-thick nature of LINERs; and (2) the disappearance of the dusty torus in LINERs predicted from theoretical arguments. We have compiled all the available low spectral resolution mid-IR spectra of LINERs from the IRS/Spitzer (40 LINERs). We have complemented this sample with Spitzer/IRS spectra of PGQSOs, S1s, S2s, and SBs nuclei. We have studied the AGN versus the starburst content in our sample using different indicators: the EW(PAH 6.2um), the strength of the silicate feature at 9.7um, and the steepness of the mid-IR spectra. In 25 out of the 40 LINERs (i.e., 62.5%) the mid-IR spectra are not SB-dominated, similar to the comparison S2 sample (67.7%). The average spectra of both SB-dominated LINERs and S2s are very similar to the average spectrum of the SB class. Moreover, the average spectrum of AGN-dominated LINERs with Lx(2-10keV)>10E+41 erg/s is similar to the average mid-IR spectrum of AGN-dominated S2s. However, faint LINERs show flat spectra different from any of the other optical classes, suggesting the disappearance of the dusty torus. The correlation between nuLnu(12um) and Lx(2-10keV) for AGN nicely extends toward low luminosities only if SB-dominated LINERs are excluded and Lx(2-10keV) is corrected in Compton-thick LINER candidates. We discuss the nature of faint LINERs by comparing it with the spectra of several emission mechanisms like jet, ADAF, planetary nebulae, or post-AGB stars. We suggest that the material producing the Compton-thick X-ray obscuration is free of dust, to reconcile the Compton-thick nature of a large fraction of LINERs with the lack of dusty-torus signatures.

研究の動機と目的

• LINERがAGNの統一モデルで予測されるdusty torusを有するかどうかを特定すること。
• 中赤外およびX線の放射光度相関を用いて、LINERのコンプトン厚さを評価すること。
• 弱いLINERにおける中赤外放射の起源を調査し、特にtorusの特徴が見えない理由を明らかにすること。
• LINERにおける高X線遮蔽と中赤外のtorus特徴の欠如を調和させること。

提案手法

• スパイザー/IRSから得た40個のLINERの低分解能中赤外スペクトルを収集し、PG QSO、S1、S2、星形成核と併せて用いた。
• PAH 6.2 µm等価幅、シリケート9.7 µmの光学的厚さ、中赤外スペクトル勾配を用いて、スペクトルをAGN優勢または星形成優勢に分類した。
• 光学的分類ごとの平均中赤外スペクトルを比較し、放射特性の差を特定した。
• 12 µm放射光度（νLν(12 µm)）と2–10 keV X線放射光度（LX）の相関を分析し、AGNの放射光度関係を評価した。
• コンプトン厚い候補に対して吸収補正を施し、X線から中赤外への相関が整合するかを検証した。
• SEDモデリングとスペクトル比較を用いて、後AGB星および惑星状星雲が中赤外放射に与える寄与を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 理論的に予測されるように、全放射光度が10^42 erg/s未塔のLINERはdusty torusを欠いているのか？
• RQ2 吸収補正を施した場合、LINERにおけるコンプトン厚いX線遮蔽はX線から中赤外への放射光度相関と整合的か？
• RQ3 弱いLINERで観測される平坦な中赤外スペクトルの起源は何か。これはAGN優勢のS2とどのように異なるか？
• RQ4 LINERのなかで中赤外放射を説明できる要因として、楕円銀河の主星系、星形成、ジェット、または後AGB星および惑星状星雲の寄与はどの程度か？
• RQ5 LINERにおけるX線遮蔽は、dusty torus物質によって生じるのか、それともほこりのないガス（ほこりの昇華半径内に位置する）によって生じるのか？

主な発見

• 40個中25個（62.5％）のLINERが、中赤外スペクトルにおいて星形成優勢の兆候を示さず、これはタイプ2セイファートの67.7％と同程度の割合であった。
• AGN優勢のLINERの平均中赤外スペクトルは、6–28 µmの波長域でSB優勢のLINER、S2、星形成源よりも平坦であった。
• X線放射光度が10^41 erg/s未塔の弱いLINERは、他のすべての光学的分類とは明確に異なる平坦な中赤外スペクトルを示しており、dusty torus放射の欠如を示唆している。
• コンプトン厚いLINER候補に対して吸収補正を施した場合にのみ、X線から中赤外への放射光度相関が成り立つことが判明し、実測値よりも約70倍高いX線放射光度であることが示された。
• 星形成優勢のLINERを除いた場合にのみ、X線から中赤外への相関が低放射光度域にまで延長されるため、弱いLINERにおける中赤外放射の起源が別個のものであるという証拠が得られた。
• コンプトン厚いX線遮蔽を示す弱いLINERにおいてdusty torusの特徴が見えないことは、遮蔽物質がほこりを含まず、ほこりの昇華半径内に存在する可能性が高いことを示唆している。