[論文レビュー] The nature and origin of Narrow Line AGN activity in a sample of isolated SDSS galaxies

R. Coziol, J. P. Torres-Papaqui+5 more|arXiv (Cornell University)|Aug 2, 2011

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 5被引用数 13

ひとこと要約

本研究は、SDSSに由来する292個の孤立したスパイラル銀河における幅の狭いラインを示す活動銀河核（NLAGN）の性質と起源を調査する。NLAGNと遷移的対象（TO）はサンプルの64％を占めており、AGN活動とバルジ質量、形態、重力的束縛エネルギーとの強い関連が示された。これはAGN活動が銀河形成プロセスに関連していることを示しており、NLAGNはおそらくクェーサーやバルクラインAGNの「停止した」形態であると考えられる。

ABSTRACT

We discuss the nature and origin of the nuclear activity observed in a sample of 292 SDSS narrow-emission-line galaxies, considered to have formed and evolved in isolation. All these galaxies are spiral like and show some kind of nuclear activity. The fraction of Narrow Line AGNs (NLAGNs) and Transition type Objects (TOs; a NLAGN with circumnuclear star formation) is relatively high, amounting to 64% of the galaxies. There is a definite trend for the NLAGNs to appear in early-type spirals, while the star forming galaxies and TOs are found in later-type spirals. We verify that the probability for a galaxy to show an AGN characteristic increases with the bulge mass of the galaxy (Torre-Papaqui et al. 2011), and find evidence that this trend is really a by-product of the morphology, suggesting that the AGN phenomenon is intimately connected with the formation process of the galaxies. Consistent with this interpretation, we establish a strong connection between the astration rate--the efficiency with which the gas is transformed into stars--the AGN phenomenon, and the gravitational binding energy of the galaxies: the higher the binding energy, the higher the astration rate and the higher the probability to find an AGN. The NLAGNs in our sample are consistent with scaled-down or powered-down versions of quasars and Broad Line AGNs.

研究の動機と目的

• 孤立したスパイラル銀河に見られる幅の狭い発光線を示す核活動の性質と起源を理解すること。
• NLAGNおよび遷移的対象（TO）が特定の形態的タイプや環境においてより顕著に見られるかどうかを特定すること。
• 孤立系におけるAGN活動、バルジ質量、銀河形成プロセスとの関連を調査すること。
• NLAGNがクェーサーやバルクラインAGNの縮小版（低質量ブラックホール）か、停止版（低降着率）かを評価すること。
• 星形成効率（星形成効率率）、束縛エネルギー、およびガスの金属量がAGN発生に与える役割を調査すること。

提案手法

• 環境的影響が最小限に抑えた292個の孤立したスパイラル銀河をSDSSから選定し、幅の狭い発光線を有する対象を対象とした。
• 診断発光線図（例：BPT図）を用いて、核活動をNLAGN、TO、または星形成銀河に分類した。
• AGNの存在とバルジ質量、形態的タイプ（初期期スパイラル対比後期スパイラル）、重力的束縛エネルギーの相関を分析した。
• 星形成効率（星形成効率率）を推定するために、星族の性質（例：年齢、金属量、窒素過剰）を分析した。
• BH質量、降着率、金属量関係を用いて、NLAGNの性質をクェーサーやバルクラインAGNと比較した。
• CLOUDYモデルとShemmerら（2004）のデータを用いて、NLAGNの挙動が標準的なAGNスケーリング関係と整合するかを検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 孤立したスパイラル銀河のサンプルにおいて、NLAGNおよび遷移的対象（TO）の出現率はどの程度か？
• RQ2 銀河の形態的タイプは、NLAGNまたはTO活動の有無とどのように関連しているか？
• RQ3 これらの銀河におけるAGN活動は、バルジ質量および重力的束縛エネルギーとどの程度関連しているか？
• RQ4 NLAGNは、クェーサーやバルクラインAGNの縮小版（低BH質量）か、停止版（低降着率）として最も適切に記述されるか？
• RQ5 NLAGNにおける星形成効率率、金属量、降着率は、クェーサーやバルクラインAGNと比較してどのようになっているか？

主な発見

• サンプルに含まれる孤立したスパイラル銀河の64％がNLAGNまたは遷移的対象（TO）に分類され、核活動の顕著な頻度が示された。
• NLAGNは主に初期期スパイラル（Sa–Sb）に多く見られ、星形成銀河およびTOは後期スパイラル（Sc–Sd）に多く見られた。
• AGN活動の確率はバルジ質量に伴い増加し、この傾向は銀河の形態と強く相関しており、形成プロセスと関連している可能性を示唆する。
• NLAGNは、星形成銀河と比較して、より高い重力的束縛エネルギーとより高い星形成効率（星形成効率率）を示しており、ガスから星への変換がより効率的であることを示している。
• NLAGNは、クェーサーやバルクラインAGNの「停止した」形態と整合しており、BLAGNと同程度のブラックホール質量を持つが、Eddington限界の約1％でのみ降着している。
• NLAGNは、クェーサーおよびBLAGNと同様の金属量－降着率関係に従っており、これはNLAGNが縮小版または停止版のAGN状態であることを支持する。