[論文レビュー] The merging/AGN connection II. Ionization of the circumnuclear regions

S. F. Sánchez, T. Becker+6 more|ArXiv.org|Nov 18, 2004

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 30被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、20個の合体・相互作用銀河の核周辺領域におけるイオン化状態を、積分場分光法を用いて調査した。その結果、20%（20中4例）が明確にAGNに類似したイオン化を示し、冷却されたFIR源を対象とした従来の研究と比較して顕著に高い割合であった。この結果は、AGN活動が温かいFIR合体系においてより一般的であることを示唆し、すでにブラックホールを有する質量の大きな銀河を含む合体が、AGN活動を引き起こしやすいというシナリオを支持する。

ABSTRACT

We report the first results of a study of a sample of 20 galaxy mergers/interacting systems, using the VIMOS and PMAS integral field spectrographs. For each object, we extracted the integrated spectrum of the central regions and analyzed the ionization state using classical diagnostic diagrams (Veilleux & Osterbrock 1987). There is evidence of AGN ionization in 4 of the objects, i.e. 20% of the sample, a considerably higher fraction than found in previous studies ~4%

研究の動機と目的

• 相互作用系の核周辺領域におけるイオン化状態を分析することで、銀河合体と核活動の関連を調査すること。
• 従来の研究で合体系においてAGN割合が低いと報告されたことに起因する矛盾を解消するため、FIR温度を主要なパラメータとして焦点を当てる。
• FIR温度がやや高い（より進化した、または質量の大きな合体を示唆）源では、冷却された源と比較してAGNの割合が高いかを検証すること。
• スリットベースの観測に起因するバイアスを回避し、診断の正確性を向上させるために、高分解能の積分場分光法を用いること。
• 一つの前身銀河に質量の大きなブラックホールが存在する場合、合体中にAGN点火の可能性が高まるかどうかを評価すること。

提案手法

• VLTのVIMOSおよびPMAS IFUを用いて、深さのある積分場スペクトルを取得し、3900–9500 Åの波長域を5.35–7.14 Å/画素の分解能でカバーした。
• FIR温度が温かい性質を示す（log10(f60/f100) ≈ -0.25）IRAS選択の20個の合体系の中心領域から統合スペクトルを抽出した。
• 古典的診断図（Veilleux & Osterbrock 1987）を用い、[OIII]λ5007/Hβおよび[NII]λ6583/Hαの線幅比を用いてイオン化メカニズムを分類した。
• AGN分類の妥当性を確認し、混合成分の誤分離を低減するために、[SII]λ6717+6731/Hαの診断を併用した。
• 既存のサンプル（例：Bergvall et al. 2003）と比較することで、FIR温度がAGN割合の変動に果たす役割を評価した。
• 統計的検定（Kolmogorov-Smirnov検定）を用いて、サンプル間のFIR放射度および温度分布の差を比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 冷却されたFIR源と比較して、温かいFIR源では合体銀河におけるAGNに類似したイオン化の割合が高くなるか？
• RQ2 FIR温度は、核周辺領域における星形成とAGNイオン化を区別する上でどのような役割を果たすか？
• RQ3 なぜ従来の研究では相互作用系においてAGN割合が低く報告されたのか。また、サンプル選択バイアスはこの結果にどのように影響するか？
• RQ4 質量の大きなブラックホールの存在と、合体系におけるAGN点火の確率の間に相関があるか？
• RQ5 核周辺の星形成の兆候が、合体銀河におけるAGN検出をどの程度遮蔽するか？

主な発見

• 20個の合体系のうち20%（4例）が、核周辺領域で明確にAGNに類似したイオン化を示し、従来の研究で一般的に報告される約4%と比較して顕著に高い割合であった。
• 高いAGN割合は、FIR温度が温かいことと強く相関しており、15%の温いFIR源（27中4例）がAGNを有している一方、冷却FIR源ではわずか4%（50中2例）であった。
• [OIII]/Hβ 対 [NII]/Hα および [SII]/Hα 対 [OIII]/Hβ の診断図から得られた分類は一貫しており、4例のAGNの性質を確認した。
• この結果は、すでにブラックホールを有する質量の大きな銀河を含む合体によって生じる、FIR温度が温かい源に限ってAGNが存在しやすいという仮説を支持する。
• FIR温度は重要な判別基準であると考えられ、前身銀河に質量の大きなブラックホールが存在するため、温かい源はAGNを有する可能性が高くなる。
• 従来の研究で合体系においてAGN割合が低く報告されたのは、AGN点火が起こりにくい冷却された、質量の小さい合体系にサンプルが偏っていることが原因である可能性を示唆している。