[논문 리뷰] A mid infrared study of low-luminosity AGNs with WISE

R. Coziol, J. P. Torres-Papaqui외 5명|arXiv (Cornell University)|2014. 05. 16.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 5인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 WISE 중간적외선(MIR) 광도 측정을 통해 저광도 활성은하핵(LLAGNs)이 활성은하핵(AGN)에 의해 공급되는 더 평탄한 스펙트럼 에너지 분포(SED)로 인해 후-AGB 별(PAGBs)과 구별되는 MIR 색을 나타낸다는 것을 보여준다. 저자들은 LINER과 세이프트 2형을 진정한 AGN으로 신뢰성 있게 식별할 수 있는 새로운 MIR 진단 색색도를 제안하며, 표준 진단 도표가 실패하는 경우에도 광학적 분류를 확인하고 모호함을 해결한다.

ABSTRACT

Using data from the Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) we show that the mid infrared (MIR) colors of low-luminosity AGNs (LLAGNs) are significanlty different from those of post-asymptotic giant branch stars (PAGBs). This is due to a difference in spectral energy distribution (SEDs), the LLAGNs showing a flat component due to an AGN. Consistent with this interpretation we show that in a MIR color-color diagram the LINERs and the Seyfert~2s follow a power law with specific colors that allow to distinguish them from each other, and from star forming galaxies, according to their present level of star formation. Based on this result we present a new diagnostic diagram in the MIR that confirms the classification obtained in the optical using standard diagnostic diagrams, clearly identifying LINERs and LLAGNs as genuine AGNs.

연구 동기 및 목표

• 저광도 활성은하핵(LLAGNs), 특히 LINER의 분류에 대한 모호함을 해결하기 위해, AGN인지 후-AGB 별(PAGBs)인지를 규명하는 것.
• 활성은하핵이 아닌 후-AGB 별이 이온화된 가스를 공급한다는 PAGB 가설의 타당성을 시험하는 것.
• 광학 진단 도표가 약한 또는 존재하지 않는 선원으로 인해 실패하는 경우, AGN 활동을 분류할 수 있는 새로운 MIR 진단 도구를 개발하는 것.
• WISE 자료를 사용하여 LLAGNs의 MIR 색상, 항성 형성 수준, AGN 지배성 간의 관계를 조사하는 것.

제안 방법

• 3.4, 4.6, 12, 22 μm에서 Wide-field Infrared Survey Explorer(WISE)의 중간적외선 광도 측정 자료를 활용하여 LLAGNs의 MIR 색상을 분석한다.
• LLAGNs를 PAGBs, 행 星상성운(PNe), 항성 형성은하(SFGs)와 비교하기 위해 [4.6]−[12] 대비 [12]−[22]를 사용한 MIR 색색도도를 구성한다.
• LINER과 세이프트 2형의 색상 시퀀스에 거듭제곱 법칙을 적합시켜 MIR SED의 기울기를 수량화하며, 기울기 지수 α는 LINER의 경우 0에서 −1.5, 세이프트 2형의 경우 −1에서 −2 사이이다.
• 은하수의 PAGBs와 PNe의 MIR SED를 LLAGNs의 것과 비교하여, 대부분의 PAGBs가 매우 빨간색인 반면 LLAGNs는 파란색 MIR 색상을 띤다는 것을 발견한다.
• [4.6]−[12] 색상을 현재 항성 형성 수준의 추적자로 사용하여, NELGs에서 활동 유형과의 상관관계를 보였다.
• 표준 BPT-VO 도표가 적용되지 않는 경우에 AGN 본질을 확인할 수 있는 새로운 MIR 진단 도표를 제안한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 활성은하핵 대비 후-AGB 별 가설이 예측하는 바와 같이, 저광도 활성은하핵(LLAGNs)의 중간적외선 색상은 후-AGB 별(PAGBs)과 유의미하게 다를까?
• RQ2 MIR 색색도도가 SED 형태에 기반하여 LINER과 세이프트 2형을 항성 형성은하 및 PAGBs와 신뢰성 있게 구분할 수 있을까?
• RQ3 [4.6]−[12] MIR 색상은 저광도 활성은하핵에서 현재 항성 형성 수준에 민감한가?
• RQ4 새로운 MIR 진단 도표가 LINER의 AGN 또는 PAGB 이온화 시스템으로서의 분류 모호함을 해결할 수 있을까?
• RQ5 LLAGNs의 MIR SED는 PAGBs보다 더 평탄한 연속 스펙트럼을 보이며, 이는 적외선 복사의 기원에 대해 어떤 함의를 갖는가?

주요 결과

• LLAGNs는 AGN 복사로 인해 더 평탄한 SED 성분을 지닌다 보아, PAGBs보다 유의미하게 더 파란색 MIR 색상을 띤다. 반면 PAGBs는 기울인 SED를 보이며 MIR에서 매우 빨간색이다.
• LINER과 세이프트 2형의 MIR 색상 시퀀스는 기울기 지수 α가 LINER의 경우 0에서 −1.5, 세이프트 2형의 경우 −1에서 −2 사이인 거듭제곱 법칙을 따른다. 이는 먼지 가열에 주로 AGN 기여가 있음을 시사한다.
• [4.6]−[12] 색상은 NELGs 전반에서 체계적으로 변하며, 현재 항성 형성 수준과 상관관계를 보이므로 지속적인 항성 형성의 추적자로 기능한다.
• 은하수의 PAGBs 중 LLAGNs와 유사한 MIR 색상을 가진 비율은 매우 작으며, 대부분 너무 빨간색이어서 LLAGN 이온화에 대한 PAGB 가설을 반박한다.
• 새로운 MIR 진단 도표는 LINER과 LLAGNs의 AGN 본질을 성공적으로 확인하며, 광학 진단 도표가 실패하는 경우의 모호함을 제거한다.
• 연구는 LINER과 기타 LLAGNs가 진정한 AGN이며, 대부분이 진화하거나 '죽어가는 퀘이사'일 것이라 결론 내리며, PAGB 가설은 관측된 MIR 색상과 일치하지 않음을 밝혔다.