[論文レビュー] Radio-loud AGN in the first LoTSS data release: The lifetimes and environmental impact of jet-driven sources

M. J. Hardcastle, W. L. Williams+21 more|UvA-DARE (University of Amsterdam)|Nov 19, 2018

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 119被引用数 49

ひとこと要約

本論文は LoTSS DR1 から大規模な RLAGN サンプルを構築し、RLAGN の寿命、ジェット動力、および環境への影響を調べる。局所的な RLAGN がグループ/クラスターの X 線冷却を相殺できること、そして巨大/LERG 類似の源が母集団の古い端を表すことを示す。

ABSTRACT

We constructed a sample of 23,344 radio-loud active galactic nuclei (RLAGN) from the catalogue derived from the LOFAR Two-Metre Sky Survey (LoTSS) survey of the HETDEX Spring field. Although separating AGN from star-forming galaxies remains challenging, the combination of spectroscopic and photometric techniques we used gives us one of the largest available samples of candidate RLAGN. We used the sample, combined with recently developed analytical models, to investigate the lifetime distribution of RLAGN. We show that large or giant powerful RLAGN are probably the old tail of the general RLAGN population, but that the low-luminosity RLAGN candidates in our sample, many of which have sizes $<100$ kpc, either require a very different lifetime distribution or have different jet physics from the more powerful objects. We then used analytical models to develop a method of estimating jet kinetic powers for our candidate objects and constructed a jet kinetic luminosity function based on these estimates. These values can be compared to observational quantities, such as the integrated radiative luminosity of groups and clusters, and to the predictions from models of RLAGN feedback in galaxy formation and evolution. In particular, we show that RLAGN in the local Universe are able to supply all the energy required per comoving unit volume to counterbalance X-ray radiative losses from groups and clusters and thus prevent the hot gas from cooling. Our computation of the kinetic luminosity density of local RLAGN is in good agreement with other recent observational estimates and with models of galaxy formation.

研究の動機と目的

• グループおよびクラスターの熱ガスの調整因子として、無線で強く放出するAGN (RLAGN) の研究を動機づける。
• 光学/赤外識別と赤方偏移およびフォトメトリック赤方偏移を用いて、LoTSS DR1 から大規模な RLAGN サンプルを構築する。
• 観測されたサイズ分布を解釈するために RLAGN の寿命をモデル化する。
• RLAGN のジェット運動エネルギー出力を推定し、局所的なジェット運動エネルギー光度関数を構築する。
• 局所宇宙における RLAGN フィードバックが X 線放射損失の均衡に果たす役割を評価する。

提案手法

• LoTSS DR1 HETDEX フィールドから 23,344 件の RLAGN サンプルを、WISE/PanSTARRS の光学識別と分光赤方偏移およびフォトメトリック赤方偏移を用いて組み立てる。
• PyBDSF フィットに基づくサイズおよび凸包領域を用いて、単純および複合の無線源を定義する。
• 光学/赤外線のクロスマッチと赤方偏移フィルタリングを適用して FCOZG および関連サンプルを得る。
• 観測された無線特性からジェット出力を推定するために、無線源進化の解析的動力学モデルを用いる。
• 局所宇宙におけるジェット運動エネルギー光度関数を構築し、グループ/クラスターの放射出力および銀河形成モデルと比較する。
• Sabater らの診断法を用いて、AGN と星形成銀河を分離するなど、RLAGN の選択上の課題を論じる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RLAGN の寿命分布はどのようで、ソースのサイズと光度とどのように関係するか？
• RQ2 LOFAR 観測から大規模な RLAGN サンプルについて、無線源進化の動的モデルがジェット運動エネルギー出力を再現できるか？
• RQ3 局所的なジェット運動エネルギー光度関数は何で、グループとクラスターの放射エネルギー出力とどのように比較されるか？
• RQ4 大規模または巨大な強力 RLAGNは、低光度の RLAGNと比較して異なる寿命やジェット物理を持つ、別個の母集団を表しているのか？
• RQ5 局所宇宙の RLAGN は、グループやクラスターの X 線冷却を相殺するのに十分なエネルギーを提供するのか？

主な発見

• 大規模な LoTSS DR1 RLAGN サンプルは、広範な母集団に対する寿命とジェット出力の推定を可能にする。
• 大型/巨大な強力 RLAGN は RLAGN 集団の古い端にある可能性が高く、低光度の RLAGN の多くは異なる寿命またはジェット物理を必要とする可能性がある。
• 動的モデルはラジオデータからジェット運動エネルギー出力を推定でき、局所的なジェット運動光度関数を可能にする。
• 局所宇宙の RLAGN は、グループ/クラスターの X 線冷却を打ち消すのに必要な共動体積あたりのエネルギーを供給できる。
• 算出された局所的なジェット運動エネルギー密度は、他の観測推定および銀河形成モデルと一致する。