[論文レビュー] PRIMUS: The relationship between Star formation and AGN accretion

Mojegan Azadi, James Aird+8 more|arXiv (Cornell University)|Jul 8, 2014

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、0.2 < z < 1.2 の範囲で PRIMUS 衛星調査から得られた 309 個の AGN を用いて、星形成と AGN 吸着の関連を X線輝度と星形成率（SFR）を用いて調査した。星形成銀河の宿主においては、SFR と L_X 間に強い即時の相関は認められなかったが、AGN の変動性に起因する弱い平均相関が発見され、また、特定の吸着率が同一である場合、星形成銀河は静止銀河に比べて 2–3 倍の確率で AGN を宿すことが示された。これは、異なるトリガーメカニズムを持つにもかかわらず、共通の燃料供給メカニズムによって深いつながりがあることを示唆している。

ABSTRACT

We study the evidence for a connection between active galactic nuclei (AGN) fueling and star formation by investigating the relationship between the X-ray luminosities of AGN and the star formation rates (SFRs) of their host galaxies. We identify a sample of 309 AGN with $10^{41}

研究の動機と目的

• 個々の宿主銀河における星形成と AGN 吸着の関連を調査すること。
• AGN 活動が即時の SFR と相関しているか、それとも長期間にわたるガス供給によって駆動されているかを特定すること。
• 星形成銀河と静止銀河における AGN 宿主確率を、星形成物質量と赤方偏移の範囲で比較すること。
• 特定吸着率分布が宿主タイプごとに統計的に異なるかどうかを評価し、異なる燃料供給メカニズムの有無を確認すること。
• 銀河合体と定常的プロセスが、AGN 吸着と星形成を結びつける役割を果たすかを検討すること。

提案手法

• 0.2 < z < 1.2 の範囲で、PRIMUS 赤方偏移調査において X線で検出された 309 個の AGN（10^41 < L_X < 10^44 erg s⁻¹）を同定した。
• 多波長の光度測定と SED フィッティングを用いて SFR を測定し、Chandra および XMM-Newton データからの X線輝度を用いた。
• 光学的色-等級図（青シーケンス 対 赤シーケンス）を用いて、宿主銀河を星形成銀河または静止銀河に分類した。
• 宿主星形成物質量を補正するため、特定吸着率 λ = L_X / M_* を計算した。
• 非パラメトリック統計的検定（例：コルモゴロフ＝スミルノフ検定）を用いて、SFR および宿主タイプごとの AGN 確率分布を比較した。
• AGN 宿主確率を λ、M_*、z の関数としてモデル化した。両宿主タイプにおいて、べき乗則的挙動を示した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 AGN の即時の X線輝度（L_X）とその宿主銀河の星形成率（SFR）の間に有意な相関があるか？
• RQ2 銀河が AGN を宿す確率は、とりわけ星形成のメインシーケンス内において、SFR に依存するか？
• RQ3 星形成銀河と静止銀河における特定吸着率（λ）の分布は、統計的に異なるか？
• RQ4 同じ星形成物質量と赤方偏移において、星形成銀河が静止銀河よりも AGN を宿す確率が高いか？
• RQ5 観測された AGN の変動性を踏まえると、定常的プロセスや合体が、AGN 吸着と星形成を結びつける役割を果たすか？

主な発見

• 星形成銀河の宿主においては、即時の L_X と SFR の間に有意な相関は認められず、AGN 活動が短期スケールでは SFR を追跡していないことを示している。
• 検出された AGN の平均 L_X と SFR の間に弱いが有意な相関が存在し、これは SFR の変化よりも短いスケールで発現する AGN の変動性に起因すると考えられる。
• 星形成銀河は、星形成物質量と赤方偏移を補正した上で、特定吸着率（λ）が同一の AGN を宿す確率が、静止銀河に比べて約 2–3 倍高いことが示された。
• 星形成銀河および静止銀河の両方において、AGN 宿主確率関数 p(λ|M_*, z) は同様のべき乗則的分布を示し、共通の確率的吸着プロセスが背後に存在することを示唆している。
• 静止銀河の集団内では、SFR と L_X の間に弱い相関が観測された。これは、これらの銀河において AGN 活動が、星形成と同様のメカニズム（例：小規模合体やディスク不安定性）によってトリガーされている可能性を示唆している。
• 星形成銀河および静止銀河の両方の AGN 宿主集団において、星形成物質量と L_X の間に相関は認められず、AGN 輝度が固定された SFR や宿主タイプにおいて、宿主質量に系統的に関連していないことを示している。