[論文レビュー] Optical spectroscopic observations of gamma-ray blazar candidates II. The 2013 KPNO campaign in the Northern Hemisphere

F. Massaro, Marco Landoni+6 more|arXiv (Cornell University)|Mar 13, 2015

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 1被引用数 21

ひとこと要約

本研究では、2013年KPNOキャンペーンで観測された北半球の39個のガンマ線ブラザー候補に対する光学分光観測を報告する。これにより、6個の新しいブラザーが確認され、8個の以前は不確かとされた活動銀河がBLラック物体として再確認された。結果は、Fermi未関連ガンマ線源の低エネルギー対応物を特定するため、赤外線および電波選別基準と光学分光観測を組み合わせることの有効性を示している。

ABSTRACT

We recently started a systematic search of low-energy counterparts of the unidentified gamma-ray sources (UGSs) listed in the Fermi-Large Area Telescope (LAT) First Source Catalog (1FGL) and the Fermi-LAT 2-Year Source Catalog (2FGL).} The main goal of our investigation is to find active galaxies belonging to the blazar class that lie within the positional uncertainty region of the UGSs and thus could be their potential low-energy counterparts. To achieve our aims, we first adopted several procedures based on the peculiar observational properties of blazars in the radio and in the IR. Then we carried out a follow-up spectroscopic campaign in the optical band to verify the nature of the candidates selected as potential counterparts of the UGSs. Here we present the results of the observations carried out in 2013 in the Northern Hemisphere at Kitt Peak National Observatory (KPNO). Optical spectroscopy is crucial to confirm the nature of the sources and can be used to estimate their redshifts; it will also allow us to test the robustness of our methods when the whole campaign is completed. Here we present the optical spectroscopic observations of 39 sources. Within our sample we found that 6 sources are blazars, candidates to be low-energy counterparts of the UGSs listed in the 2FGL. We confirm that an additional 8 sources, previously classified as active galaxies of uncertain type and associated in the 2FGL, are also all BL Lac objects. Moreover, we also present 20 new spectra for known blazars listed in the Multi-frequency Catalogue of Blazars as having an uncertain redshift and/or being classified as BL Lac candidates. We conclude that our methods for selecting gamma-ray blazar candidates allows us to discover new blazars and increase the list of potential low-energy counterparts for the Fermi UGSs.

研究の動機と目的

• Fermi未関連ガンマ線源（UGS）の低エネルギー対応物を特定することを目的とし、赤外線および電波的性質に基づいて選別されたブラザー候補を対象とする。
• 特に赤外線色と平坦な電波スペクトルを用いた多波長選別法の強靭性を検証すること。
• 分光観測による光学スペクトルの確認を通じて、光度測定および電波データのみでは不明瞭な活動銀河のブラザー性を解消すること。
• Roma-BZCATに登録されたが分類や赤方偏移が不確かとされる既知のブラザーについて、赤方偏移の推定値を改善すること。
• 多波長研究や源の関連付けに貢献する、確認済みのガンマ線放射ブラザーのサンプルを拡充すること。

提案手法

• WISE全天調査の赤外線色とアーカイブ電波調査の平坦な電波スペクトルに基づいて候補を選別した。
• 特徴のない光学スペクトル、高い偏光、非熱的SEDといったブラザーに類似した性質を持つ源を優先した。
• KPNOのMayall 4m望遠鏡を用いて、スペクトル型の確認と赤方偏移の測定を目的としたフォローアップ光学分光観測を実施した。
• 中分解能分光観測を用い、発光線または吸収線の検出、またはBLラック物体に特徴的な特徴のない連続スペクトルの確認を行った。
• Roma-BZCAT v4.1との照合を通じて、分類や赤方偏移推定値の妥当性を検証または修正した。
• データ品質と分類の信頼性を確保するため、S/N比と正規化スペクトルを評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 WISEの赤外線色と平坦な電波スペクトルを組み合わせた多波長選別基準は、Fermi UGSの中から真のブラザー候補を効果的に絞り込めるか？
• RQ2 光学分光観測は、活動銀河をBLラック物体か平坦スペクトル電波クェーサーかという分類の曖昧さをどの程度解消できるか？
• RQ3 分類が不確かであるBLラック候補について、Roma-BZCATの赤方偏移推定値はどの程度信頼できるか？
• RQ4 赤外線および電波的性質に基づいて同定されたFermi UGS候補のうち、分光観測によるフォローアップで実際にブラザーと確認される割合はどの程度か？
• RQ5 分光観測により、以前は分類不能または不確かとされた活動銀河がガンマ線放射ブラザーとして確認できるか？

主な発見

• 観測された39個の源のうち、6個の新しいブラザーが確認され、Fermi未関連ガンマ線源の低エネルギー対応物として強く候補となった。
• 以前はタイプが不確かとされた8個の活動銀河が、特徴のない光学スペクトルおよび検出不能な発光線の有無により、BLラック物体として再確認された。
• 分類や赤方偏移が不確かとされる既知のブラザー20個について、分光観測により新たなスペクトルを得た。これにより、それらの天体の天体物理学的特徴が向上した。
• 光学分光観測により、14個の源（6個の新規、8個の再分類）のブラザー性が成功裏に確認された。非熱的で特徴のない連続スペクトルの確認に成功した。
• S/N比が低いか、明確な線が検出できないため、Roma-BZCATの一部の源の赤方偏移推定値は確認できなかった。これは、分光観測による検証の必要性を示している。
• 本キャンペーンの結果、WISEの赤外線色と平坦な電波スペクトルに加え、光学分光観測を組み合わせることで、ブラザー候補の選別効率と正確性が著しく向上することが確認された。