[論文レビュー] The CORALS Survey II: Clues to Galaxy Clustering Around QSOs from z_abs ~ z_em Damped Lyman Alpha Systems

Sara L. Ellison, Lin Yan+4 more|ArXiv.org|Dec 6, 2001

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 46

ひとこと要約

本研究では、吸収赤方偏移 ≈ 発光赤方偏移である近接したダムプド・ライマンアルファ系（PDLA）を、高赤方偏移クェーサー周辺の銀河クラスタリングのトレーサーとして用いる。CORALS調査の電波選択クェーサーを対象に分析した結果、中間的DLAと比較してPDLAの密度が約4倍高いことが判明し、電波活性なクェーサーが過密度でクラスタに類似した環境に存在することを示唆する。これは、電波活性なクェーサーが高赤方偏移で豊富な銀河クラスタ内に偏って形成されることを支持する。

ABSTRACT

We present a list of z_abs ~ z_em (Delta v < 3000 km/s) DLAs discovered during the CORALS survey for absorbers in a radio-selected QSO sample. On the assumption that z_abs ~ z_em DLAs are neither ejecta from the QSO, nor part of the host galaxy itself, we use the number density statistics of these DLAs to investigate galaxy clustering near the QSO redshift. We find that n(z) of z_abs z_em DLAs in our radio-selected QSO sample is ~4 times larger than the number density of intervening DLAs, implying an excess of galaxies near the QSO. This result is further supported with the inclusion of the radio-loud QSOs in the FIRST survey, although the total number of DLAs is still small (4) and the result is currently only significant at approximately the 2 sigma level. Since all of the z_abs ~ z_em DLAs we identify in CORALS are found towards optically bright (B < 20) QSOs, there is no strong evidence (based on these limited statistics) that this population suffers from a severe dust bias. We compare our results with those from an optically-selected, radio-quiet QSO sample in order to determine whether there is evidence for an excess of galaxies around radio-loud versus radio-quiet QSOs. We find that the n(z) of z_abs ~ z_em DLAs towards radio-quiet QSOs is in agreement with the number density of intervening absorbers. This result, although currently limited by the small number statistics of our survey, supports the conclusion that radio-loud quasars are found preferentially in rich galaxy environments at high redshift. Finally, we report that one of the new z_abs ~ z_em DLAs discovered by CORALS has some residual flux in the base of the Lya trough which may be due to Lya emission, either from star formation in the DLA galaxy or from gas photoionised by the QSO.

研究の動機と目的

• 近接したダムプド・ライマンアルファ系（PDLA）が、高赤方偏移クェーサー周辺の銀河クラスタリングを偏りのないトレーサーとして使用可能かどうかを調査すること。
• 電波活性クェーサー（RLQ）が電波非活性クェーサー（RQQ）と比較して、銀河の密度の高い環境に偏って位置するかどうかを評価すること。
• 光学的調査におけるダスト減光バイアスを、PDLAを有するQSOの明るさを分析することで検討すること。
• 1つのPDLAのライマンアルファ吸収谷底における残存フラックスの性質を調査し、星形成からのライマンアルファ発光または光電離ガスの可能性を検討すること。

提案手法

• 赤方偏移が |z_abs - z_em| < 3000 km s⁻¹ を満たすCORALS調査のPDLAを特定し、QSOに近接していることを示す。
• 同じ赤方偏移範囲における電波選択QSOに向かうPDLAの赤方偏移分布（n(z)）を、中間的DLAのそれと比較する。
• FIRST調査と照合することで、追加の電波活性QSOを含め、結果の一貫性を評価する。
• PDLAを有するQSOの光学的等級（B < 20）を用いて、光学的調査におけるダスト減光バイアスの有無を検証する。
• ライマンアルファ吸収谷底における残存フラックスを分析し、ライマンアルファ発光の痕跡を探索する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 電波選択QSO周辺のPDLAは、中間的DLAと比較して統計的に有意な過剰を示すか？
• RQ2 高赤方偏移において、電波活性クェーサーは電波非活性クェーサーと比較して、より高い銀河過密度を示すか？
• RQ3 PDLAの検出が、光学的に明るいQSOに対してバイアスを受けるのは、ダスト減光によるものか？
• RQ4 PDLAのライマンアルファ谷底における残存フラックスは、星形成からのライマンアルファ発光または光電離ガスの兆候を示唆するか？

主な発見

• 電波選択QSOに向かうPDLAの数密度は、中間的DLAと比較して約4倍高い。これは、これらのQSOの周囲に物質の過密度が存在することを示唆する。
• 電波非活性クェーサーに向かうPDLAの数密度は、中間的DLAと区別がつかない。これは、その周囲に顕著な過密度がないことを示唆する。
• CORALSサンプルのすべてのPDLAは、光学的に明るいQSO（B < 20）に向かって検出された。これは、これらの系の検出に強いダスト減光バイアスが影響していないことを示唆する。
• B0405−331に向かう1つのPDLAでは、飽和したライマンアルファ吸収谷底に残存フラックスが観測された。これは、星形成からのライマンアルファ発光または光電離ガスの可能性を示唆する。
• 電波選択QSOにおけるPDLAの過剰は、統計的有意性が約2σにとどまるが、電波活性クェーサーが高赤方偏移で豊富な銀河クラスタに存在するという仮説を支持する。
• 結果は、電波活性クェーサーが密度の高い環境に偏って形成され、ブラックホール質量とバルジ質量の関係と関連している可能性があるというシナリオと整合する。