[論文レビュー] Radio morphology of southern narrow-line Seyfert 1 galaxies with the JVLA observations

S. Chen, E. Järvelä+9 more|arXiv (Cornell University)|Jun 2, 2020

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 2

ひとこと要約

本研究では、南半球の狭線セイフェルト1型銀河（NLS1）の5.5 GHz JVLA C配置観測を新たに実施し、NLS1における電波放射が主にkpcスケールでコンパクトであることが明らかになった。わずか数例を除き、拡散的放射を示す例は少なかった。勾配スペクトルを持つNLS1は、より高い電波輝度を示しており、これはジェットの非対称配向または外流のためである可能性が高い。平坦スペクトル源ではコア支配的放射が観測され、kpcスケールのジェットを有する新たなNLS1と星形成が確認された。これは、質量の大きなブラックホールを必要とするジェット形成の仮定に挑戦するものである。

ABSTRACT

We present the results of new radio observations carried out with the Karl G. Jansky Very Large Array C-configuration at 5.5 GHz for a sample of southern narrow-line Seyfert 1 galaxies (NLS1s). This work increases the number of known radio-detected NLS1s in the southern hemisphere, and confirms that the radio emission of NLS1s is mainly concentrated in a central region at kpc-scale and only a few sources show diffuse emission. In radio-quiet NLS1s, the radio luminosity tends to be higher in steep-spectrum sources and be lower in flat-spectrum sources, which is opposite to radio-loud NLS1s. This may be because the radio emission of steep NLS1s is dominated by misaligned jets, AGN-driven outflows, or star formation superposing on a compact core. Instead the radio emission of flat NLS1s may be produced by a central core which has not yet developed radio jets and outflows. We discover new NLS1s harboring kpc-scale radio jets and confirm that a powerful jet does not require a large-mass black hole to be generated. We also find sources dominated by star formation. These NLS1s could be new candidates in investigating the radio emission of different mechanisms.

研究の動機と目的

• 高分解能のJVLA観測を用いて、南半球における電波検出済み狭線セイフェルト1型銀河のサンプルを拡大すること。
• 特に平坦スペクトルと勾配スペクトル源を区別して、NLS1の電波形態および輝度特性を調査すること。
• NLS1における電波放射の支配的物理機構（ジェット、外流、星形成など）を特定すること。
• 低質量ブラックホールを有するNLS1においても強力な電波ジェットが形成可能かどうかを検証し、既存のジェット形成パラダイムに挑戦すること。
• AGNにおける多成分電波放射メカニズムを研究するための新たな候補を同定すること。

提案手法

• 南半球NLS1のサンプルに対して、Karl G. Jansky Very Large ArrayのC配置を用いて5.5 GHzで感度の高い電波観測を実施した。
• kpcスケールの電波構造を解像するため、間隔干渉法画像化技術を用い、コンパクトコアと拡張放射を区別した。
• スペクトル指数（平坦スペクトル vs. 勾配スペクトル）に基づいて、電波放射メカニズムの性質を推定した。
• スペクトルタイプごとの電波輝度分布を分析し、既知の電波活性・電波非活性AGN集団と比較した。
• 形態的およびスペクトル的診断を用いて、星形成、非対称配向ジェット、またはAGN駆動外流による寄与の可能性を同定した。
• 電波形態を既知のブラックホール質量推定値と照合し、ジェット形成がブラックホール質量に依存するかを検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 5.5 GHzで観測された南半球NLS1において、支配的となる電波形態（コンパクトコア対比拡張ジェット）は何か？
• RQ2 平坦スペクトルと勾配スペクトルNLS1の間で電波輝度はどのように変化し、これは放射メカニズムに何を示唆するか？
• RQ3 観測された形態が示唆するように、低質量ブラックホールを有するNLS1において強力なkpcスケール電波ジェットが形成可能か？
• RQ4 星形成は、NLS1の観測電波放射にどの程度寄与しているか？
• RQ5 非対称配向ジェット、外流、星形成といった物理的メカニズムのうち、異なるNLS1亜型において電波放射を最もよく説明するのはどれか？

主な発見

• 大多数のNLS1では、電波放射がkpcスケールでコンパクトコアに集中しており、わずか数例を除き、拡散的または拡張的放射を示す例は少なかった。
• 勾配スペクトルを持つ電波非活性NLS1は、平坦スペクトルを持つものよりも高い電波輝度を示しており、電波活性NLS1で見られる傾向とは逆転している。
• 勾配スペクトルNLS1は、非対称配向ジェット、AGN駆動外流、またはコンパクトコア上に重畳された星形成が支配的放射メカニズムである可能性が高い。
• 平坦スペクトルNLS1はコア支配的放射を示しており、発達したジェットや外流が存在しないか、あるいは初期進化段階にある可能性を示唆している。
• kpcスケールの電波ジェットを有する新たなNLS1が発見され、低質量ブラックホール系でも強力なジェットが形成可能であることを示した。
• いくつかの源では、星形成が電波放射に支配的である兆候が確認され、多成分電波放射メカニズムを研究するための優れた候補となった。