[論文レビュー] The dependency of AGN infrared color-selection on source luminosity and obscuration: An observational perspective in CDFS and COSMOS

Hugo Messias, J. Afonso+3 more|arXiv (Cornell University)|Dec 11, 2013

Astronomical Observations and Instrumentation参考文献 10被引用数 10

ひとこと要約

本研究は、CDFSおよびCOSMOS領域の深宇宙X線および赤外線データを用いて、赤外線（IR）色選別が、明るさおよび遮蔽の程度に応じてAGN検出にどのようなバイアスを及えるかを調査する。その結果、IR選別は中程度のX線明るさ（log LX ≈ 43.3–44）でのみ、遮蔽のない（タイプ1）AGNに顕著なバイアスを示すことが判明した。高明るさでは、タイプ1およびタイプ2のAGNの両方で選別効率が同等であり、低明るさの遮蔽されたAGNは、IRのみの調査ではほとんど検出されないことが明らかになった。

ABSTRACT

AIMS. This work addresses the AGN IR-selection dependency on intrinsic source luminosity and obscuration, in order to identify and charaterise biases which could affect conclusions in studies. METHODS. We study IR-selected AGN in the Chandra Deep Field South (CDFS) survey and in the Cosmological Survey (COSMOS). The AGN sample is divided into low and high X-ray luminosity classes, and into unobscured (type-1) and obscured (type-2) classes by means of X-ray and optical spectroscopy data. Specifically in the X-rays regime, we adopt the intrinsic luminosity taking into account the estimated column density (N_H). We also take the chance to highlight important differences resulting from adopting different methods to assess AGN obscuration. RESULTS. In agreement with previous studies, we also find that AGN IR-selection efficiency shows a decrease with decreasing source AGN X-ray luminosity. For the intermediate-luminosity AGN population (43.3

研究の動機と目的

• AGNの固有の明るさおよび遮蔽の程度が、赤外線（IR）色選別によるAGN同定の効率にどのように影響するかを評価すること。
• 特に遮蔽された（タイプ2）および低明るさのAGNの代表が不足するIRベースのAGN調査におけるバイアスを定量化すること。
• X線と可視光分光法による遮蔽分類法の違いが、選別効率に与える影響を評価すること。
• 今後のAGN調査を支援するため、特に遮蔽されたおよび低明るさの源を含む完全なAGN集団を検出する最適な多波長戦略を特定すること。
• 近い将来に運用予定のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）のバンド幅フィルターが、高赤方偏移および低信号対雑音比の環境で、AGNのSedと非AGNのSedを区別するのにどの程度有効であるかを予測すること。

提案手法

• 深宇宙X線、赤外線、および可視光分光法を含む多波長データを用いて、Chandra Deep Field South（CDFS）およびCOSMOS領域におけるIR選別AGNのサンプルを構築した。
• X線データから得られる吸収量（NH）を補正した固有明るさを用いて、AGNを低、中、高X線明るさの3つの階層に分類した。
• X線および可視光分光法の両方を用いて、遮蔽のない（タイプ1）と遮蔽された（タイプ2）AGNを区別し、両手法の整合性を評価した。
• X線検出AGNのうち、IR色カットによって回収された割合を比較することで、明るさおよび遮蔽に応じたIR色選別効率の依存性を分析した。
• 赤外線色の期待値を、赤方偏移および遮蔽レベルに応じて、ダスト再放射テンプレートを用いてモデル化し、予想される光度測定のばらつきを組み込んだ。
• 将来のJWSTのバンド幅フィルター（2.0、4.4、7.7、18 μm）が、AGN支配のSedと星形成または静止状態のSedをどの程度区別できるかを評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IR色選別効率は、AGNの固有X線明るさにどのように依存するか？
• RQ2 IR色選別は遮蔽のない（タイプ1）AGNにバイアスを示すのか？ もし示すとすれば、どのような明るさおよび遮蔽条件でそうなるか？
• RQ3 X線と可視光分光法によるAGN遮蔽分類法の違いが、測定された選別効率にどのように影響するか？
• RQ4 低明るさおよび高遮蔽AGN集団を回復するのに最も効果的な多波長戦略は何か？
• RQ5 近い将来に運用予定のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の赤外線フィルターは、分光法が不適切な深宇宙調査において、AGN選別をどの程度向上させるか？

主な発見

• IR色選別は、中程度のX線明るさ（43.3 ≤ log(LX) ≤ 44）でのみ、遮蔽のない（タイプ1）AGNに顕著なバイアスを示す。この範囲では遮蔽された源の回収効率が低下する。
• 最高のX線明るさ（log(LX) > 44）では、タイプ1およびタイプ2のAGNの両方でIR選別効率が同等であり、この明るさでは遮蔽バイアスがないことが示唆される。
• 低明るさのAGN（log(LX) < 43.3）では、IR選別が著しく不完全となり、検出率が低いために大きな統計的誤差が生じる。
• タイプ1のAGNは、赤方偏移z ≤ 1.6の範囲でのみ、タイプ2のAGNよりも固有的に明るい。このため、浅いIR調査ではタイプ1源が優位に検出される。
• 遮蔽分類法の選択（X線 vs. 可視光分光法）が結果に顕著に影響し、両手法の不一致が報告された遮蔽割合に大きな不整合をもたらす。
• 深宇宙のハードX線調査（例：NuSTAR）、高解像度の赤外線画像、または赤外線・電波の併用選別が、低明るさおよび高遮蔽AGNを回復するために不可欠である。
• JWSTの2.0、4.4、7.7、および18 μmのバンド幅フィルターは、分光法が不適切な調査深度で、AGN支配Sedと非AGNのSedを区別する上で極めて重要である。