[論文レビュー] The Spatial Clustering of Low Luminosity AGN

Anca Constantin, Michael S. Vogeley|arXiv (Cornell University)|Jan 31, 2006

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 86被引用数 30

ひとこと要約

本研究はSDSS DR2データを用いて低輝度AGNの空間的クラスタリングを分析し、低[O I]輝度および弱い降着を特徴とするLINERは、より高輝度で強くクラスタリングするセイフェルトよりも強いクラスタリング（高い$s_0$）を示すことが判明した。結果は、燃料供給が限られた大質量ブラックホールにおける効率の悪い降着のため、LINERはより質量の大きなダークマター・ハローに存在すると示唆している。

ABSTRACT

We present the first multi-parameter analysis of the narrow line AGN clustering properties. Estimates of the two-point correlation function (CF) based on SDSS DR2 data reveal that Seyferts are clearly less clustered than normal galaxies, while the clustering amplitude (r_0) of LINERs is consistent with that of the parent galaxy population. The similarities in the host properties (color and concentration index) of Seyferts and LINERs suggest that the difference in their r_0 is not driven by the morphology-density relation. We find that the luminosity of [O I] emission shows the strongest influence on AGN clustering, with low L([O I]) sources having the highest r_0. This trend is much stronger than the previously detected dependence on L([O III]), which we confirm. There is a strong correspondence between the clustering patterns of objects of given spectral type and their physical properties. LINERs, which exhibit high r_0, show the lowest luminosities and obscuration levels, and relatively low gas densities (n_e), suggesting that these objects harbor black holes that are relatively massive yet weakly active or inefficient in their accretion, probably due to the insufficiency of their fuel supply. Seyferts, which have low r_0, are luminous and show large n_e, suggesting that their black holes are less massive but accrete quickly and efficiently enough to clearly dominate the ionization. The low r_0 of the H II galaxies can be understood as a consequence of both the morphology-density and star formation rate-density relations, however, their spectral properties suggest that their centers hide amidst large amounts of obscuring material black holes of generally low mass whose activity remains relatively feeble. Our own Milky Way may be a typical such case.[abridged]

研究の動機と目的

• 複数のパラメータを用いた分析を通じて、異なるスペクトルタイプの低輝度AGNの空間的クラスタリング特性を調査すること。
• セイフェルトとLINERの間のクラスタリング差が、ホスト銀河の形態、密度、または固有のAGN特性に起因するかどうかを特定すること。
• 特に$L_{\rm[OI]}$と$L_{\rm[OIII]}$の発光線輝度が、クラスタリングの振幅に与える影響を評価すること。
• AGNクラスタリング、ブラックホール質量、降着効率、および燃料供給との関連を調査すること。
• 標準的な診断図で定義されるAGNが、真の降着活動を正確に反映しているのか、それともLINER様のシステムにバイアスされているのかを評価すること。

提案手法

• SDSS DR2メイン銀河サンプル内のAGNを発光線診断図を用いて分類する。
• 赤方偏移空間二点相関関数（CF）の推定を通じて、セイフェルト、LINER、H II銀河、および全銀河サンプルのクラスタリング振幅（$s_0$）を測定する。
• クラスタリング振幅と物理的パラメータ（$L_{\rm[OI]}$、$L_{\rm[OIII]}$、電子密度$n_e$、遮蔽度）との相関を分析する。
• 形態-密度関係の影響を評価するために、ホスト銀河の性質（色、濃度インデックス）を比較する。
• $M_{\rm BH}-\sigma_*$関係とダークマター・ハロー質量推定値を用いて、クラスタリング強度からブラックホール質量と稼働率を推定する。
• [S II]、[O I]を含む多次元診断図の適用により、降着支配型と星形成支配型の核を区別する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 局所宇宙におけるセイフェルト、LINER、H II銀河のクラスタリング振幅はどのように比較されるか？
• RQ2 色や濃度といったホスト銀河の性質が、AGNタイプ間の観測されたクラスタリング差にどの程度影響を及えるか？
• RQ3 $L_{\rm[OI]}$と$L_{\rm[OIII]}$のどちらが、低輝度AGNのクラスタリング振幅を決定づける上で相対的に重要か？
• RQ4 標準的なAGN診断図（例：[N II]/H α 対 [O III]/H β）はLINER様のシステムにバイアスされているのか。その影響はクラスタリング解釈にどのように現れるか？
• RQ5 遮蔽度、電子密度、燃料供給は、クラスタリング強度および推定されたブラックホール質量とどのように相関するか？

主な発見

• LINERは全銀河集団と同等のクラスタリング振幅（$s_0$）を示すが、セイフェルトは顕著に弱いクラスタリングを示す。
• [O I]線輝度（$L_{\rm[OI]}$）はクラスタリングと最も強く相関しており、低$ L_{\rm[OI]} $の源ほど高い$s_0$を示し、強いクラスタリングを示している。
• セイフェルトは[O I]および[O III]で高輝度であるが、$s_0$は低く、より質量の小さいダークマター・ハローに存在していると示唆される。
• LINERは低遮蔽度、低$n_e$、低$L_{\rm[OI]}$を示しており、燃料供給が限られた大質量ブラックホールにおける効率の悪い降着を示している。
• セイフェルトは高$n_e$、高$L_{\rm[OI]}$、高$L_{\rm[OIII]}$を示しており、より質量の小さいブラックホールへの急速な降着を示唆している。
• H II銀河（星形成銀河）は弱いクラスタリングを示し、青い、遅れ型の形態と低密度環境に一致しているが、星形成に遮蔽された低質量・弱い活動的ブラックホールを有する可能性がある。