[論文レビュー] The AMIGA sample of isolated galaxies. VI. Radio continuum properties of isolated galaxies: a very radio quiet sample

S. Léon, L. Verdes‐Montenegro+8 more|arXiv (Cornell University)|Apr 1, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 40被引用数 21

ひとこと要約

本研究は、AMIGAサンプルに属する719個の孤立銀河の電波連続スペクトル特性を分析し、複数周波数の調査（WENSS、NVSS、FIRST、GB6）を用いて、これらの銀河が非常に低い電波放射を示しており、主にディスク型の星形成に起因し、核活動は最小限であることを示した。主な発見は、AMIGAサンプルが、より密度の高いまたは相互作用を示す銀河系における環境的要因の影響を定量化するための洗練された基準として機能することである。

ABSTRACT

The study of the radio properties of the AMIGA sample is intended to characterize the radio continuum emission for a sample least affected by local environment, thus providing a reference against which less isolated and interacting samples can be compared. Radio continuum data at 325, 1420 and 4850 MHz were extracted from the WENSS, NVSS/FIRST and GB6 surveys, respectively. We focus on the complete AMIGA subsample composed of 719 galaxies. Comparison between the NVSS and FIRST detections indicates that the radio continuum is coming from disk-dominated emission in spiral galaxies, in contrast to the results found in high-density environments where nuclear activity is more frequent. The comparison of the radio continuum power with a comparable sample, which is however not selected with respect to its environment, the Condon et al. UGC-SF sample of star-forming field galaxies, shows a lower mean value for the AMIGA sample. We have obtained radio-to-optical flux ratios (R) using the NVSS radio continuum flux. The distribution of R for the AMIGA galaxies is consistent with a sample dominated by radio emission from star formation (SF) and a small number of Active Galactic Nuclei (AGN), with less than 3% of the sample with R > 100. We derived the radio luminosity function (RLF) and total power density of the radio continuum emission for the AMIGA sample at 1.4 GHz, and compared them with results from other low redshift studies. The Schechter fit of the RLF indicates a major weight of the low-luminosity galaxies. The results indicate the very low level of radio continuum emission in our sample of isolated galaxies, which is dominated by mild disk SF. It confirms hence the AMIGA sample as a suitable template to effectively quantify the role of interactions in samples extracted from denser environments.

研究の動機と目的

• 局所宇宙における最も孤立した銀河のサンプルの電波連続スペクトル放射を特徴づけること。
• 相互作用のない銀河における電波放射レベルの「ゼロ点」基準を確立し、相互作用に起因する増幅を定量化可能にする。
• AMIGAサンプルの電波特性を他のフィールド銀河サンプルと比較し、環境が電波輝度および活動性に与える影響を評価すること。
• 特に早期型銀河において、電波放射の起源が星形成か活発銀河核（AGN）かを調査すること。
• 孤立銀河の電波輝度関数（RLF）および全電力密度を導出し、宇宙的電波放射への寄与を評価すること。

提案手法

• 再処理された調査データから、325 MHz（WENSS）、1.4 GHz（NVSS/FIRST）、4.85 GHz（GB6）における電波連続スペクトルのフラックスを抽出した。
• 源抽出およびカタログ検出とのクロスマッチングを実施し、再処理による新たな検出を含め、感度および完全性を向上させた。
• 生存分析を用いて、フラックス測定における上限値を考慮し、平均電波出力（log P）の計算およびサンプル間比較を実施した。
• NVSSデータを用いて、電波対光学フラックス比（R）を計算し、星形成とAGN支配の放射を区別した。
• Schechter関数を用いて電波輝度関数（RLF）をフィットし、電波輝度の分布をモデル化した。
• RLFを統合して1.4 GHzにおける全電波出力密度（U）を計算し、サンプルが宇宙的電波放射に与える寄与を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 孤立銀河のサンプルにおける電波連続スペクトル放射のレベルは何か？ また、より孤立していない環境に位置するフィールド銀河と比べてどうか？
• RQ2 孤立銀河における電波放射の主な起源は何か？ 星形成か活発銀河核（AGN）か？
• RQ3 電波調査の検出効率（NVSS対FIRST）は、孤立銀河のスパイラルにおける電波放射の空間的分布（ディスク対核）をどのように反映しているか？
• RQ4 孤立した早期型銀河（E/S0）のうち何パーセントが電波放射を示し、これは分類や固有の活動性にどのような含意を持つのか？
• RQ5 AMIGAサンプルの電波輝度関数および全出力密度は、他の低赤移銀河サンプルと比べてどうか？

主な発見

• AMIGAサンプルの1.4 GHzにおける平均電波出力（log P = 20.11）は、UGC-SFサンプル（log P = 21.61）よりも顕著に低く、非常に電波が静穏な集団であることを示している。
• 中央値の電波対光学フラックス比（R）は約4.5であり、星形成支配と整合的で、発光線銀河（R ≈ 10–100）とは対照的である。
• NVSSは拡張したディスク放射に感度があるため、FIRSTよりもはるかに多くの銀河を検出する。一方、FIRSTはコンパクトな核源のみを検出する。このことから、AMIGAスパイラルの約80％がディスク支配の電波放射を示していると示唆される。
• 孤立した早期型銀河（サンプルの14％）は、スパイラルと同程度の検出率を示しており、誤分類または異常な活動性を示している可能性を示唆するが、核AGNが主な出力源である可能性は低い。
• 電波輝度関数（RLF）は、P ≈ 10^23 W Hz⁻¹で急激に低下しており、核活動からの寄与は最小限である。これは、星形成に起因する放射が支配的であることを支持する。
• 1.4 GHzにおける全電波出力密度はU ~ 4.4 × 10^18 W Hz⁻¹ Mpc⁻³であり、これはUGC-SFサンプルの約30％、AGN支配の2DFGRSサンプルの約10％に相当する。この結果は、AMIGAサンプルが低環境的影響基準としての役割を果たしていることを確認する。