[論文レビュー] Uncovering the Active Galactic Nuclei in Low-Ionization Nuclear Emission-Line Regions with Spitzer

David S. N. Rupke, Sylvain Veilleux+7 more|ArXiv.org|Aug 14, 2007

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、スピッツァー宇宙望遠鏡のミッドインフラレッド分光法を用いて、低イオン化核発光線域（LINER）における活動銀河核（AGN）の性質を調査した。高イオン化線（例：[O IV] 25.9 μm および [Ne V] 14.3 μm）は、LINERにおけるAGN割合が顕著であることを示している一方、低イオン化線（例：[Fe II] 26.0 μm および [Si II] 34.8 μm）は、赤外線が強く発光するLINERではPDR、赤外線が弱いLINERではXDRが支配的であることを示唆しており、両者においてAGNが支配的であることが示唆される。

ABSTRACT

The impact of active galactic nuclei on low-ionization nuclear emission-line regions (LINERs) remains a vigorous field of study. We present preliminary results from a study of the mid-infrared atomic emission lines of LINERs with the Spitzer Space Telescope. We assess the ubiquity and properties of AGN in LINERs using this data. We discuss what powers the mid-infrared emission lines and conclude that the answer depends unsurprisingly on the emission line ionization state and, more interestingly, on the infrared luminosity.

研究の動機と目的

• ミッドインフラレッド発光線を用いて、LINERに活動銀河核（AGN）が存在する割合を特定すること。
• LINERにおけるミッドインフラレッド原子的発光線が、AGN、衝撃波、または星形成集団によって駆動されているかを評価すること。
• 赤外線が強く発光するLINERと弱いLINERのミッドインフラレッドスペクトル的性質を比較し、イオン化状態および励起メカニズムの違いを特定すること。
• 光励起、PDR、XDRがLINERにおける観測された線発光をどのように形作っているかを評価すること。

提案手法

• 分解能が約100（5–15 μm）および約600（10–37 μm）のスパッツァー赤外分光計（IRS）を用いて、5–37 μmのミッドインフラレッドスペクトルを取得した。
• 赤外線が強く発光する（Kim et al. 1995）および弱い（Ho et al. 1997）LINERの2つのサンプルから、合計33個の銀河核を分析した。
• 星形成銀河とセイファート銀河を比較するため、[O IV] 25.9 μm と 60 μm 継続分光の線輝度比を用いた。
• 星形成銀河とAGNの寄与を区別するため、[Ne II] 12.8 μm で正規化した診断図を用いた。
• PDRおよびXDRモデルを制約するため、[Fe II] 26.0 μm / [Si II] 34.8 μm の輝度比を評価した。
• 観測された線比を、AGN光励起モデル（Groves et al. 2004）およびPDR/XDRモデル予測（Kaufman et al. 2006; Meijerink et al. 2006）と比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ミッドインフラレッドの高イオン化発光線によって示されるLINERのうち、何パーセントがAGNを有しているか？
• RQ2 AGNがLINERの低イオン化ミッドインフラレッド発光線を励起しているのか、それとも衝撃波や星形成集団が支配的なのか？
• RQ3 赤外線が強く発光するLINERと弱いLINERのミッドインフラレッドスペクトルは、イオン化状態および励起メカニズムにおいてどのように異なるか？
• RQ4 PDRとXDRの相対的寄与は、LINERにおける観測された[Fe II]および[Si II]発光にどのように関与しているか？

主な発見

• [O IV] 25.9 μm線は、赤外線が強く発光するLINERおよび弱いLINERの両方で90％に検出され、同じ60 μm輝度を持つ星形成銀河と比較して過剰な発光を示しており、非星形成起源のエネルギー源であることを示唆している。
• [Ne V] 14.3 μm線は、赤外線が強く発光するLINERの40％に検出されたが、赤外線が弱いLINERでは0％にとどまり、前者に強いAGN活動があることを示している。
• 赤外線が強く発光するLINERでは、星形成銀河と比較して[Fe II] 26.0 μm 輝度が[Ne II]に対して50％高い一方、赤外線が弱いLINERでは約10倍の過剰発光を示しており、低イオン化線発光が強力であることを示している。
• [Fe II] 26.0 μm / [Si II] 34.8 μm 輝度比は、赤外線が弱いLINERで星形成銀河よりも顕著に高く、これらの源ではXDRモデルがPDRモデルよりも優位であることを示唆している。
• 赤外線が強く発光するLINERは、中程度から高いイオン化パラメータを持つAGNと星形成によるPDR発光の混合で説明できるが、赤外線が弱いLINERは低イオン化パラメータのAGNと一致し、XDR励起と整合的である。
• データから、AGNは赤外線が強く発光するLINERおよび弱いLINERの両方におけるミッドインフラレッド発光を駆動している可能性が示唆され、各集団で支配的な励起メカニズムが異なることが判明した。