[論文レビュー] The stellar content of low redshift BL Lac host galaxies from multicolour imaging

T. Hyvönen, J. K. Kotilainen+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 18, 2007

Astronomical Observations and Instrumentation被引用数 12

ひとこと要約

本研究では、18個の低赤方偏移BLラクトリス銀河の多色光学画像を提示し、通常の銀河よりも青いB–H色（3.5 ± 0.5）と、静止楕円銀河よりも広い色勾配分布を明らかにした。結果は、大多数の銀河に若年・中年星族が存在することを示唆し、銀河の相互作用・星形成と核活動の発生との間に相関がある可能性を示唆しており、合体誘発星形成とAGN活性化の間に時間遅れがある可能性がある。

ABSTRACT

We present B-band imaging of 18 low redshift (z<0.3) BL Lac objects for which their host galaxies were previously resolved in the R-band and the near-infrared H-band. For a subset of the objects, also U- and V-band imaging is presented. These data are used to investigate the blue-red-near-infrared colours and the colour gradients of the host galaxies of BL Lacs in comparison with other elliptical galaxies with and without nuclear activity. In all cases galaxies are well represented by an elliptical model, with average absolute magnitude M_B=-21.6+-0.7 and average scale length R_e=7.6+-3.2 kpc. The best-fit B-band Kormendy relation is in reasonable agreement with that obtained for normal ellipticals and radio galaxies. This structural and dynamical similarity indicates that all massive elliptical galaxies can experience nuclear activity without significant perturbation of their global structure. The distributions of the integrated blue/near-infrared colour (with average B-H=3.5+-0.5) and colour gradient (with average Delta(B-R)/Delta(log r)=-0.14+-0.75) of the BL Lac hosts are much wider than those for normal ellipticals, and most BL Lac objects have bluer hosts and/or steeper colour gradients than those in normal ellipticals. The blue colours are likely caused by a young stellar population component, and indicates a link between star formation caused by an interaction/merging event and the onset of the nuclear activity. This result is corroborated by stellar population modelling, indicating a presence of young/intermediate age populations in the majority of the sample, in agreement with low redshift quasar hosts. The lack of strong signs of interaction may require a significant time delay between the event with associated star formation episodes and the start of the nuclear activity.

研究の動機と目的

• 多波長画像を用いて、低赤方偏移BLラクトリス銀河の星族および色特性を調査すること。
• BLラクトリス銀河の構造的・光度的特性が、通常の楕円銀河や電波銀河とどのように異なるかを特定すること。
• 相互作用や合体によって引き起こされる星形成と、BLラクトリス対象における核活動の発生との関連を探索すること。
• ほこりと星族年齢の役割が、観測された色勾配と統合色をどのように決定づけているかを評価すること。
• BLラクトリス銀河において、相互作用誘発星形成とAGN活性化の間に時間遅れがあるかどうかを評価すること。

提案手法

• 赤方偏移z ≤ 0.3の18個の低赤方偏移BLラクトリス対象の高解像度$B$-, $V$-, $U$-, $R$-, $H$-バンド画像を取得し、それぞれ9個および5個の対象が$U$-バンドおよび$V$-バンドで観測された。
• PSFと銀河モデル成分を分離して、de Vaucouleurs $r^{1/4}$モデルを用いて表面輝度プロファイルのフィッティングを実施し、主に銀河構造を特徴づけた。
• 統合$B$–$H$、$B$–$R$、$U$–$B$色と、半径方向の色勾配（$\Delta(B-R)/\Delta(\log r)$）を測定し、星族およびほこり分布を調査した。
• 有効半径（$R_e$）と平均表面輝度（$\mu_e$）を用いて$B$バンドKormendy関係を構築し、通常の楕円銀河と比較して動的構造を評価した。
• 観測された色を解釈し、若年・中年星族の存在を推定するために、星族合成モデルを適用した。
• 観測された色勾配を形態的特徴および同伴天体統計と相関させ、相互作用の兆候を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 低赤方偏移BLラクトリス対象の銀河は、通常の楕円銀河よりも青い光学的・近赤外色を持つのか？
• RQ2 BLラクトリス銀河の色勾配は、静止楕円銀河よりも急であるか、より変動が大きく、星族にどのような含意をもたらすのか？
• RQ3 観測された色特性と、BLラクトリス銀河における最近の星形成または相互作用イベントの有無との関係は何か？
• RQ4 銀河の相互作用（星形成を誘発）とBLラクトリス対象における核活動の発生との間に、時間遅れの証拠があるのか？
• RQ5 BLラクトリス銀河の構造的パラメータ（絶対等級、有効半径）は、活動を示さない楕円銀河や電波銀河と比較してどう異なるのか？

主な発見

• 低赤方偏移BLラクトリス銀河の主星系は、平均$M_B = -21.6 \pm 0.7$および$R_e = 7.6 \pm 3.2$ kpcを示す明るい楕円銀河であり、電波銀河と同様に質量的・力学的に類似したシステムであることが確認された。
• BLラクトリス銀河の$B$バンドKormendy関係（$\mu_e = 3.3 \log R_e + 18.4$）は、通常の楕円銀河および電波銀河と一致しており、核活動による顕著な構造的摂動は見られないことを示した。
• 統合$B$–$H$色は$3.5 \pm 0.5$であり、典型的な古星族楕円銀河よりも顕著に青色であるため、若年または中年星族からの寄与が無視できないことが示された。
• 平均色勾配$\Delta(B-R)/\Delta(\log r) = -0.14 \pm 0.75$は、通常の楕円銀河よりも広く、より負の値を示しており、古星族からの逸脱が広範にわたることを示唆している。
• 星族合成モデルの結果、サンプルの大部分に若年・中年星族が存在することが確認され、低赤方偏移クェーサー銀河の主星系と整合的であった。
• 多くのシステムで顕著な相互作用の形態的兆候が見られないことから、合体誘発星形成とAGN活性化の間に、少なくとも数百万年程度の時間遅れがある可能性がある。