[論文レビュー] The AGN content of the z=0.83 cluster MS1054-0321

O. Johnson, P. N. Best+1 more|CERN Bulletin|Apr 29, 2003

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 27

ひとこと要約

本研究は、赤方偏移 z=0.83 のクラスタ MS1054-0321 における 91 ksec の Chandra ACIS-S 観測を分析し、5×10⁻¹⁵ erg s⁻¹ cm⁻² より高い放射度における X線点源の著しい過剰を発見した。その luminosity は約 10⁴³ erg s⁻¹ であり、クラスタ中心からの距離が 1–2 Mpc の領域に集中している。この過剰は、フィールド予測を上回る約 6 個の追加の AGN と整合的であり、動的には若いが質量の大きなクラスタにおける降着誘発 AGN 活動を示唆している。

ABSTRACT

We present a survey of X-ray point sources in a 91 ksec Chandra ACIS-S observation of the z=0.83 cluster MS1054-0321. We detect 47 X-ray sources within the 8.3 arcmin by 8.3 arcmin field, of which two are immediately confirmed from pre-existing spectroscopy to be at the redshift of the cluster. At fluxes brighter than S_(0.5 - 8 keV) = 5 x 10^{-15} erg s^{-1} cm^{-2} we find a ~ 2 sigma excess compared to predictions from field surveys, consistent with an excess of approximately 6 AGN. If these sources are associated with the cluster, they too are AGN with luminosities of order L_(0.5 - 8 keV) ~ 10^{43} erg s^{-1}. Combined with the identification of 7 cluster AGN from deep radio observations (Best et al. 2002), these observations suggest significantly enhanced AGN activity in MS1054-03 compared to local galaxy clusters. Interestingly, the excess of X-ray detected AGN is found at radial distances of between 1 and 2 Mpc, suggesting they may be associated with infalling galaxies. The radio AGN are seen within the inner Mpc of the cluster and are largely undetected in the X-ray, suggesting they are either intrinsically less luminous and/or heavily obscured.

研究の動機と目的

• 赤方偏移 z=0.83 の高赤方偏移で動的活動が顕著なクラスタ MS1054-0321 における AGN の内容を調査すること。
• MS1054-0321 のクラスタ領域における観測された X線点源の過剰が、クラスタ関連の AGN に起因するのか、それとも背景汚染に起因するのかを特定すること。
• AGN の空間的分布が、クラスタ中心からの距離および動的状態とどのように関連しているかを調査すること。
• X線 AGN 群と電波 AGN 群を比較し、その luminosity、遮蔽度、環境依存性の違いを評価すること。
• クラスタ環境における AGN 活動が、降着によって誘発されるのか、それともクラスタ条件によって抑制されるのかを評価すること。

提案手法

• MS1054-0321 クラスタ領域における 91 ksec の深さの Chandra ACIS-S 観測を実施した。
• マルチスケールウェーブレット検出法を用いて、点源と非定常的領域間隔放出放射（ICM）の成分を分離した。
• 8.3′×8.3′ の視野内に合計 47 個の X線点源を同定した。
• X線源を事前にあるスペクトル赤方偏移および電波データと照合し、クラスタメンバーの確認を行った。
• 観測された源数をブラックフィールドサーベイの予測と比較し、過剰を定量的に評価した。
• クラスタの赤方偏移（z=0.83）を用いて、静止系 X線 luminosity を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 MS1054-0321 における観測された X線点源の過剰は、クラスタ関連の AGN に起因するのか、それとも背景源に起因するのか。
• RQ2 MS1054-0321 における明るい AGN は、クラスタ中心から見てどの空間的領域に分布しているか。
• RQ3 同じクラスタ内における X線検出 AGN と電波検出 AGN とを比較すると、luminosity や位置にどのような相違が見られるか。
• RQ4 X線 AGN の空間的分布は、降着中の銀河やクラスタの動的プロセスと関連していると考えられるか。
• RQ5 z=0.83 における X線高 luminosity AGN の存在は、高密度クラスタ環境における AGN 活動の進化にどのような示唆をもたらすか。

主な発見

• 91 ksec の Chandra 観測において、MS1054-0321 で合計 47 個の X線点源が検出された。
• 2 個の X線源がスペクトル的にクラスタメンバーと確認され、luminosity はそれぞれ 2.6×10⁴³ erg s⁻¹ および 5.0×10⁴² erg s⁻¹ であった。
• 5×10⁻¹⁵ erg s⁻¹ cm⁻² より高い放射度における約 6 個の AGN の過剰が検出され、フィールドサーベイの予測を上回っており、有意水準は約 2σ であった。
• X線 AGN の過剰は、クラスタ中心からの距離が 1–2 Mpc の領域に空間的に集中しており、降着に起因する活動を示唆している。
• Best ら (2002) が検出した電波 AGN は、クラスタ中心から 1 Mpc 以内に位置し、X線では検出されていないことから、X線 luminosity が低いか、遮蔽度が高いことが示唆された。
• 合計 8 個の AGN（6 個の電波 AGN を含む）が存在し、これは、local クラスタと比較して MS1054-0321 では AGN 活動が強化されていることを示しており、0.5–8 keV バンドにおける luminosity は約 10⁴³ erg s⁻¹ であった。