[論文レビュー] The host galaxy/AGN connection in nearby early-type galaxies. Is there a miniature radio-galaxy in every "core" galaxy?

B. Balmaverde, A. Capetti|ArXiv.org|Oct 10, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 77被引用数 58

ひとこと要約

本研究は、近くの初期型「コア」銀河における電波強度の高い活動銀河核（AGN）とその主星系との関係を、ハッブルおよびチャンドラのデータを用いて核核放射を分離することで調査した。その結果、これらの銀河はジェット支配の放射を示す小型電波銀河を有しており、Luminous Low-Luminosity Radio Galaxy（LLRG）相関を10^36 erg s⁻¹まで延長し、共通の非熱的起源を支持するとともに、静止状態の系であっても相対論的ジェットが存在することを示唆している。

ABSTRACT

This is the second of a series of three papers exploring the connection between the multiwavelength properties of AGN in nearby early-type galaxies and the characteristics of their hosts. In Capetti et al. (2005) we presented a study of the surface brightness profiles for the 65 objects with available archival HST images out of the 116 radio-detected galaxies. We classified early-type galaxies into ``core'' and ``power-law'' galaxies, discriminating on the basis of the slope of their nuclear brightness profiles. Here we focus on the 29 core galaxies (hereafter CoreG). We used HST and Chandra data to isolate their nuclear emission. The CoreG invariably host radio-loud nuclei, with an average radio-loudness parameter of Log R = 3.6. The optical and X-ray nuclear luminosities correlate with the radio-core power, smoothly extending the analogous correlations already found for low luminosity radio-galaxies. This supports the interpretation of a common non-thermal origin of the nuclear emission also for CoreG. The luminosities of the nuclear sources, most likely dominated by jet emission, set firm upper limits, as low as L/L_Edd = 10^{-9} in both the optical and X-ray band, on any emission from the accretion process. The similarity of CoreG and LLRG indicates that they are drawn from the same population of early-type galaxies. LLRG represent only the tip of the iceberg associated with (relatively) high activity levels, with CoreG forming the bulk of the population. A minimum black hole mass of M_{BH} = 10^8 M_sun is apparently associated with the radio-loud nuclei in both CoreG and LLRG, but this effect must be tested on a sample of less luminous galaxies, likely to host smaller black holes. ABRIDGED.

研究の動機と目的

• 近接した初期型銀河におけるAGNと主星系との多波長的関係を調査し、核の表面輝度プロファイルが浅い『コア』銀河に焦点を当てる。
• コア銀河が電波強度の高い核を有するかどうか、およびその核放射が低輝度電波銀河（LLRG）と同一の起源を持つかどうかを特定する。
• コア銀河が低輝度LLRG集団の低輝度延長に相当する可能性を検証し、電波強度の高いAGNの大部分を占める可能性を検討する。
• Eddington輝度に対する光学およびX線核輝度を分析することで、降着効率と電波強度の活動のためのブラックホール質量の閾値を制約する。
• コア銀河とBLラクティック対象および低電波フラックス限界での電波銀河を比較することで、統一モデルへの含意を検討する。

提案手法

• 5 GHz VLA電波fluxが1 mJyまで低下する116個の初期型銀河のサンプルから、29個のコア銀河を選定した。
• Nuker法による表面輝度プロファイルに基づき、ハッブル宇宙望遠鏡（HST）画像を用いて、『コア』（γ ≤ 0.3）と『パワーロー』（γ ≥ 0.5）タイプに分類した。
• HSTおよびチャンドラX線データを統合し、主星系の寄与を補正した上で、光学およびX線核輝度を分離して測定した。
• 放射電波強度パラメータR = L₅GHz / L_Bを計算し、放射の起源を評価するために光学およびX線輝度と比較した。
• 降着効率を推定し、降着フローのモデルを制約するために、光学およびX線バンドのEddington比L/L_Eddを計算した。
• 電波出力、主星系の輝度（M_K）、ブラックホール質量（M_BH）、核輝度の間の相関を分析し、スケーリング関係の有無を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 コア銀河は電波強度の高いAGNを有しており、その核放射はジェット支配の起源と整合的か？
• RQ2 コア銀河において、電波、光学、X線輝度間に連続的な相関が存在するか？ これはLLRG相関を低輝度にまで延長するか？
• RQ3 コア銀河における降着輝度の上限は何か？ これは低降着効率を示唆するか？
• RQ4 コア銀河における電波強度の活動のための最小ブラックホール質量閾値はあるか？
• RQ5 コア銀河は小型電波銀河と見なされ、低輝度BLラクティック対象のずれがかった対応体であると見なせるか？

主な発見

• コア銀河は常に電波強度の高い核を有しており、中央の電波強度パラメータlog R ≈ 3.6の中央値を示し、強い非熱的放射を示している。
• 光学およびX線核輝度は、6桁の動的範囲にわたり、電波コア出力と滑らかに相関しており、共通の非熱的（ジェット支配）起源を支持している。
• 核輝度はEddington単位で極めて低く、両方のバンドでL/L_Edd ≈ 10⁻⁹であり、降着駆動放射の上限を明確に示している。
• 電波出力とブラックホール質量の間に顕著な相関は認められず、M_BHを超える他のパラメータが電波輝度を支配している可能性を示唆している。
• 電波強度の高い核と関連する最小ブラックホール質量は約10⁸ M☉であるが、これはサンプル選択バイアスの可能性を含み、より低輝度の銀河での検証が必要である。
• コア銀河は小型電波銀河に類似しており、低輝度BLラクティック対象のずれがかった対応体である可能性があり、静止状態の系であっても相対論的ジェットが存在することを示唆している。