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QUICK REVIEW

[論文レビュー] The Close AGN Reference Survey (CARS). A massive multi-phase outflow impacting the edge-on galaxy HE1353-1917

B. Husemann, J. Scharwächter|Kölner Universitäts PublikationsServer (Universität zu Köln)|May 24, 2019
Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 5被引用数 22
ひとこと要約

本研究は、VLT/MUSE、Gemini-N/NIFS、ALMA、VLAからの多波長観測を用いて、縁面銀河HE1353-1917におけるAGN駆動型噴流を調査している。1000 km/sに達する速い多相性の噴流が、低出力の電波ジェットによって駆動されていることが明らかになった。星形成の抑制を示唆するやや弱い局所的フィードバックが、中心1 kpc内に限定して観測された。これは、電波が弱いAGNでさえも、銀河進化に寄与する電波ジェットの役割を強調している。

ABSTRACT

[Abridged] We combine extensive spatially-resolved multi-wavelength observations, taken as part of the Close AGN Reference Survey (CARS), for the edge-on disc galaxy HE1353-1917 to characterize the impact of the AGN on its host galaxy via outflows and radiation. Multi-color broad-band photometry is combined with spatially-resolved optical, NIR and sub-mm and radio observations taken with VLT/MUSE, Gemini-N/NIFS, ALMA and the VLA to map the physical properties and kinematics of the multi-phase inter-stellar medium (ISM). We detect a biconical extended narrow-line region (ENLR) ionized by the luminous AGN oriented nearly parallel to the galaxy disc, extending out to at least 25kpc. The extra-planar gas originates from galactic fountains initiated by star formation processes in the disc, rather than an AGN outflow, as shown by the kinematics and the metallicity of the gas. Nevertheless, a fast multi-phase AGN-driven outflow with speeds up to 1000km/s is detected close to the nucleus at 1kpc distance. A radio jet, in connection with the AGN radiation field, is likely responsible for driving the outflow as confirmed by the energetics and the spatial alignment of the jet and multi-phase outflow. Evidence for negative AGN feedback suppressing the star formation rate (SFR) is mild and restricted to the central kpc. But while any SFR suppression must have happened recently, the outflow has the potential to greatly impact the future evolution of the galaxy disc due to its geometrical orientation. Our observations reveal that low-power radio jets can play a major role in driving fast multi-phase galaxy-scale outflows even in radio-quiet AGN. Since the outflow energetics for HE1353-1917 are consistent with literature scaling relations of AGN-driven outflows the contribution of radio jets as the driving mechanisms still needs to be systematically explored.

研究の動機と目的

  • 代表的で近距離の縁面系における多相性噴流を通じて、AGNフィードバックが銀河進化に与える影響を同定すること。
  • HE1353-1917における広がったイオン化ガスの噴流の起源と駆動機構を特定し、AGN駆動型と星形成駆動型の成分を区別すること。
  • 特に電波が弱いAGNにおいて、低出力電波ジェットが速い銀河規模の噴流を駆動する役割を果たすかを評価すること。
  • AGNフィードバックが星形成をどれほど抑制しているか、およびその影響がどの空間スケールに及ぶかを評価すること。
  • 本系における噴流のエネルギー的特性が、既知のAGN駆動型噴流のスケーリング則と整合するかを検証すること。

提案手法

  • VLT/MUSE、Gemini-N/NIFS、ALMA、VLAからの空間分解された可視光、近赤外、ミリ波・電波データを統合し、星間媒体の運動学的状態と物理的条件をマッピングすること。
  • [O III] λ5007などの発光ラインプロファイルを用いて、青シフト成分を特定し、イオン化ガスの噴流を示す。
  • 金属量勾配と運動学的構造を分析し、星形成由来のガス（銀河のフォンテン）とAGN駆動型噴流を区別すること。
  • 電波ジェットと多相性噴流の空間的整合性を評価し、因果関係を推定すること。
  • 質量と速度の測定をもとに噴流のエネルギーを推定し、理論的スケーリング則と比較すること。
  • アパーチャー光度測定とスペクトルエネルギー分布モデリングを用いて、星形成率とAGNの輝度を導出すること。
Figure 1: A multi-wavelength overview of HE 1353 $-$ 1917. Top panels: SOAR optical $BVR$ image composite image, PANIC near-IR $K_{s}$ band image and a VLA $L$ -band (1.4GHz) continuum as contours covering a FoV of $3^{\prime}\times 3^{\prime}$ ( $\sim 130\leavevmode\nobreak\ \mathrm{kpc}\times 130\
Figure 1: A multi-wavelength overview of HE 1353 $-$ 1917. Top panels: SOAR optical $BVR$ image composite image, PANIC near-IR $K_{s}$ band image and a VLA $L$ -band (1.4GHz) continuum as contours covering a FoV of $3^{\prime}\times 3^{\prime}$ ( $\sim 130\leavevmode\nobreak\ \mathrm{kpc}\times 130\

実験結果

リサーチクエスチョン

  • RQ1HE1353-1917における広がった線幅領域（ENLR）の起源は何か—AGN駆動型噴流か、星形成由来のガスの銀河フォンテンか？
  • RQ2核から1 kpcの位置で検出された速い多相性噴流は、何によって駆動されているか—電波ジェット、放射圧、熱膨張か？
  • RQ3AGNフィードバックが星形成をどれほど抑制しているか、その影響はどの空間スケールに及ぶか？
  • RQ4観測された噴流のエネルギー的特性は、既知のAGN駆動型噴流のスケーリング則とどのように一致するか？
  • RQ5電波が弱いAGNに存在する低出力電波ジェットが、銀河規模の噴流およびフィードバック過程に顕著な影響を及えることができるか？

主な発見

  • 中心から少なくとも25 kpcまで延びる二重錐型の広がった線幅領域（ENLR）が、明るいAGNによってイオン化されており、その姿勢は銀河盤面とほぼ平行である。
  • 平面外のイオン化ガスは、星形成によって駆動される銀河フォンテン由来であり、その運動学的および金属量的特徴が盤面由来ガスと一致するため、AGN由来ではないと確認された。
  • 核の1 kpc圏内で、最大1000 km/sの速さの多相性噴流が検出された。この噴流は、その構造と一致する電波ジェットによって駆動されている。
  • 電波ジェットが最も有力な駆動源であるとされ、空間的整合性とAGNフィードバック機構と整合するエネルギー的特性が裏付けている。
  • 星形成の抑制を示唆するAGNの負のフィードバックは、やや弱く、中心1 kpcに限定されている。これは、最近発生したが局所的な抑制であることを示している。
  • 現在の影響は限定的だが、噴流の幾何学的形状とエネルギー的特性から、将来的に銀河盤の進化に顕著な影響を及える可能性がある。
Figure 2: Broad-band SED of HE 1353 $-$ 1917 and best-fit template models inferred with AGNfitter (Calistro Rivera et al. 2016 ) . The black points represent the observed photometric data with their associated error bars. One hundred representative template SEDs are overplotted from the MCMC samplin
Figure 2: Broad-band SED of HE 1353 $-$ 1917 and best-fit template models inferred with AGNfitter (Calistro Rivera et al. 2016 ) . The black points represent the observed photometric data with their associated error bars. One hundred representative template SEDs are overplotted from the MCMC samplin

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このレビューはAIが作成し、人間の編集者が確認しました。