[논문 리뷰] HerMES: SPIRE/Sub-millimetre Emission from Radio Selected AGN

N. Seymour, M. Symeonidis외 2명|arXiv (Cornell University)|2010. 12. 22.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 23

한 줄 요약

이 연구는 허셀/SPIRE, 스피처/IRAC 및 MIPS 데이터를 사용하여 HerMES 조사에서 라디오 강한 활성은하핵(AGN)의 적외선 원거리 방출을 분석하여 적색편이에 따라 별 형성률(SFR)을 유도한다. SFR은 적색편이에 따라 ∼(1+z)^4.2±0.8의 강한 비율로 증가하며, 라디오 발광도에 의존하지 않으며, 고적색편이 성폭풍에서 라디오 강한 AGN의 기간 비율은 0.1–0.5%로 추정된다.

ABSTRACT

We examine the rest-frame far-infrared emission from powerful radio sources with 1.4GHz luminosity densities of 25<=log(L_1.4/WHz^-1)<=26.5 in the extragalactic Spitzer First Look Survey field. We combine Herschel/SPIRE flux densities with Spitzer/IRAC and MIPS infrared data to obtain total (8-1000um) infrared luminosities for these radio sources. We separate our sources into a moderate, 0.4

연구 동기 및 목표

• 다양한 적색편이에서 라디오 강한 AGN의 적외선 원거리(FIR) 방출을 측정하고 별 형성률(SFR)을 유추하기.
• HerMES 영역의 라디오 선택 표본의 완전성 평가 및 선택 효과 보정하기.
• 라디오 강한 AGN의 SFR이 라디오 발광도와 상관관계가 있는지 여부 또는 적색편이에 따라 어떻게 진화하는지 확인하기.
• 고적색편이에서 전체 천체 SFR 밀도에 대한 라디오 강한 AGN의 기여도 추정하기.
• 광도가 높은 성폭풍은하(지름은하핵/초지름은하핵)에서 라디오 강한 AGN 단계의 기간 비율 추론하기

제안 방법

• 1.4 GHz에서 발광도가 높은 AGN의 총 적외선 발광도(8–1000 μm)를 유도하기 위해 허셀/SPIRE의 광도 밀도를 스피처/IRAC 및 MIPS 데이터와 통합하였다.
• 비교 분석을 위해 표본을 중간 적색편이(0.4 < z < 0.9) 및 고적색편이(1.2 < z < 3.0) 구간으로 분할하였다.
• 완전성 추정을 위해 SKA 시뮬레이션 스카이를 사용하였으며, 중간 적색편이 표본은 100%, 고적색편이 표본은 14%로 추정되었다.
• S-cubed SED 피팅을 적용하여 AGN와 별 형성은하핵 성분을 별개의 집단으로 가정하고 분리하였다.
• 표준 SFR–LIR 보정법(예: Kennicutt 1998)을 사용하여 총 적외선 발광도에서 SFR을 계산하였다.
• 고적색편이에서의 총 SFR 밀도와 비교하여 라디오 강한 AGN의 SFR 기여도를 기반으로 라디오 강한 AGN 단계의 기간 비율을 추정하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 라디오 강한 AGN의 별 형성률(SFR)은 우주의 시간(적색편이)에 따라 어떻게 진화하는가?
• RQ2 중간 및 고적색편이에서 라디오 강한 AGN의 SFR과 라디오 발광도 사이에 상관관계가 있는가?
• RQ3 z ≈ 2에서 전체 천체 SFR 밀도의 몇 퍼센트가 라디오 강한 AGN의 은하계 주변에 기여하는가?
• RQ4 광도가 높은 성폭풍은하(LIRGs/ULIRGs)에서 라디오 강한 AGN 단계의 기간 비율은 얼마인가?
• RQ5 고적색편이에서 높은 SFR과 라디오 강한 AGN 활동이 동시에 관측되는 것은 피드백, 우연의 일치, 또는 인과관계를 시사하는가?

주요 결과

• 지역 라디오 강한 AGN(z < 0.1)의 평균 SFR은 3.4–4.2 M☉ yr⁻¹이며, 중간 적색편이(0.4 < z < 0.9)에서는 18–41 M☉ yr⁻¹으로 증가하고, 고적색편이(1.2 < z < 3.0)에서는 80–581 M☉ yr⁻¹으로 증가한다.
• SFR 진화는 강한 거듭제곱 법칙 의존성 ∼(1+z)^4.2±0.8를 따르며, 적색편이 증가에 따라 급격히 증가함을 시사한다.
• 중간 또는 고적색편이 구간 내에서 SFR과 라디오 발광도 사이에 유의미한 상관관계는 발견되지 않았다.
• 고적색편이 라디오 강한 AGN의 은하계 주변은 z ≈ 2에서 전체 SFR 밀도의 0.1–0.5% 기여한다.
• 모든 LIRGs 및 ULIRGs가 라디오 강한 AGN 단계를 거친다고 가정할 경우, 유추된 기간 비율은 0.001–0.005이며, 이는 약 2–10 Gyr마다 라디오 강한 단계가 반복됨을 의미한다.
• 많은 고적색편이 천체에서 높은 SFR과 라디오 강한 AGN 활동이 동시에 관측되는 것은 인과관계 또는 빈번한 동시 촉발을 시사하지만, 이 연구에서는 피드백 메커니즘은 제약을 받지 않는다.