[論文レビュー] The Sedentary Survey of Extreme High Energy Peaked BL Lacs III. Results from Optical Spectroscopy

S. Piranomonte, M. Perri+3 more|ArXiv.org|Apr 13, 2007

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 32被引用数 36

ひとこと要約

本研究では、極めて高エネルギーのピークを持つBL Lacsのフラックス制限型で統計的に完全なサンプルであるSedentary Surveyの専用の光学分光観測キャンペーンの結果を提示する。ESO、KPNO、TNGの望遠鏡を用いて、100%の分光的同定を達成し、36個の新しい赤方偏移を決定した。また、光学スペクトルの傾き、電波の放射度、Ca H&K吸収バーストとの強い相関が確認され、強力でドリフトした源ではジェット放射が光学的光を支配していることが裏付けられた。

ABSTRACT

The multi-frequency Sedentary Survey is a flux limited, statistically well-defined sample of highly X-ray dominated BL Lacertae objects (HBLs) which includes 150 sources. In this paper, the third of the series, we report the results of a dedicated optical spectroscopy campaign that, together with results from other independent optical follow up programs, led to the spectroscopic identification of all sources in the sample. We carried out a systematic spectroscopic campaign for the observation of all unidentified objects of the sample using the ESO 3.6m, the KPNO 4m, and the TNG optical telescopes. We present new identifications and optical spectra for 76 sources, 50 of which are new BL Lac objects, 18 are sources previously referred as BL Lacs but for which no redshift information was available, and 8 are broad emission lines AGNs. We find that the multi-frequency selection technique used to build the survey is highly efficient (about 90%) in selecting BL Lacs objects. We present positional and spectroscopic information for all confirmed BL Lac objects. Our data allowed us to determined 36 redshifts out of the 50 new BL Lacs and 5 new redshifts for the previously known objects. The redshift distribution of the complete sample is presented and compared with that of other BL Lacs samples. For 26 sources without recognizable absorption features, we calculated lower limits to the redshift using a method based on simulated optical spectra with different ratios between jet and galaxy emission. For a subsample of 38 object with high-quality spectra, we find a correlation between the optical spectral slope, the 1.4 GHz radio luminosity, and the Ca H&K break value, indicating that for powerful/beamed sources the optical light is dominated by the non-thermal emission from the jet.

研究の動機と目的

• 極めて高エネルギーのピークを持つBL Lacsの多周波数・フラックス制限型のSedentary Surveyに含まれる150個の源を、完全に分光的に同定すること。
• これまで測定されていなかったBL Lacsの対象の赤方偏移を特定し、それらがBL Lacsとしての性質を有することを確認すること。
• 特にジェット放射とホスト銀河の光の寄与の割合を評価するため、サンプルの光学スペクトル的性質を調査すること。
• 多周波数選別法がHBLを効率的に抽出できるかを評価すること。
• 赤方偏移分布とスペクトル相関を分析し、サンプルの宇宙論的および物理的性質を推定すること。

提案手法

• Sedentary Surveyに含まれる未同定の源をすべて観測するため、ESO 3.6m、KPNO 4m、TNG 3.6m望遠鏡を用いた体系的な分光観測キャンペーンを実施した。
• スペクトル解析のため、[O II]と[O III]発光線間の光学スペクトル傾き（α^oii_oiii）を測定し、1.4 GHz電波放射度（L_r）を計算した。
• 静止系スペクトルにおけるCa H&Kバーストの値を決定し、非熱的ジェット放射によるホスト銀河光の希釈度を評価した。
• ジェット対銀河の放射率比を変化させたシミュレートされた光学スペクトルを用いて、吸収線が検出できない26個の源の赤方偏移の下限を導出した。
• 完全なサンプルの赤方偏移分布を他のBL Lacsサンプルと比較し、宇宙論的進化の有無を評価した。
• 統計的手法を用いて、スペクトル特徴（例：Ca H&Kバースト）と電波放射度、スペクトル傾きの相関を分析し、ジェット支配の有無を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Sedentary Surveyサンプルの分光的同定率は何か？また、多周波数選別法はHBLを効率的に抽出できるか？
• RQ2 完全サンプルの赤方偏移分布は何か？他のBL Lacsサンプルと比較するとどうなるか？
• RQ3 本サンプルにおいて、光学スペクトル傾きは電波放射度およびCa H&Kバーストとどのように相関するか？
• RQ4 強力でドリフトした源では、光学的光が非熱的ジェット放射によってどの程度支配されているか？
• RQ5 吸収線が検出できない源の赤方偏移の下限は何か？また、それらはどのように導出されたか？

主な発見

• Sedentary Surveyで用いられた多周波数選別法は、本物のBL Lacsを抽出するのに約90%の高い効率を示した。
• 分光観測キャンペーンにより、サンプルに含まれる150個すべての源が同定され、そのうち50個の新しいBL Lacs、18個のこれまで赤方偏移が測定されていなかったBL Lacs、8個の広帯域発光線AGNが同定された。
• 新規BL Lacsに対して36個の赤方偏移が決定され、既知の源に対しても5個の新しい赤方偏移が特定され、HBLサンプルの拡張が著しく進んだ。
• 吸収線が検出できない26個の源に対しては、ジェット対銀河放射率比を変化させたシミュレートスペクトルを用いて赤方偏移の下限が導出された。
• 光学スペクトル傾き（α^oii_oiii）、1.4 GHz電波放射度（L_r）、Ca H&Kバーストの間に顕著な相関が確認され、強力でドリフトした源ではジェット放射が光学的光を支配していることが示された。
• 大多数の源のCa H&Kバースト値は≤0.25であり、非熱的ジェット放射によるホスト銀河光の強力な希釈が確認された。これは、サンプルがHBLとしての性質を有することを裏付けた。