[논문 리뷰] Host Galaxy Morphology and the AGN Unified Model

Jonathan R. Trump|arXiv (Cornell University)|2011. 12. 16.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 1인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 COSMOS 조사에서 선별한 70개의 X선 탐지 AGN을 이용해 활성 은하핵(AGN)의 주변은하형태를 연속흡수율과 X선 차폐와 연관지어 분석한다. 비차폐, 빠른 연속흡수율을 보이는 브로드라인 AGN은 주로 구형이 지배하는 은하를 가진 반면, 차폐된 AGN은 더 자주 교란된 은하에 위치해 있으며, 이는 차폐된 AGN의 연료 공급이 융합에 의해 유도되고, 약한 AGN의 경우는 안정적인 과정에 의해 이루어질 가능성이 있음을 시사한다. 이는 AGN-융합 관계를 단순하게 해석하는 데 도전한다.

ABSTRACT

We use a sample of active galaxies from the Cosmic Evolution Survey to show that host galaxy morphology is tied to the accretion rate and X-ray obscuration of its active galactic nucleus (AGN). Unobscured and rapidly accreting broad-line AGNs are more likely to be in spheroid-dominated hosts than weak or obscured AGNs, and obscured AGNs are more likely to have disturbed host galaxies. Much of the disagreement in previous work on the AGN-merger connection is likely due to each study probing AGNs with different obscuration and accretion properties. Only obscured AGNs seem to merger-driven, while weak AGNs are fed by stochastic processes in disks, and rapidly-accreting broad-line AGNs require massive bulges. Our observed "unified model" for AGN hosts fits with theoretical models for merger-driven AGN evolution, but is also consistent with steady-state AGN activity.

연구 동기 및 목표

• AGN-융합 관계에 대한 모순된 결과를 해결하기 위해 AGN 연속흡수율과 차폐 수준에 따라 주변은하형태를 분석한다.
• 다른 AGN 유형(비차폐, 차폐, 약한)이 서로 다른 주변은하 특성과 관련이 있는지 테스트한다.
• 주변은하형태와 AGN 특성에 기반해 AGN 연료 공급의 주된 원인이 융합 기반인지, 안정적인 과정인지 판단한다.
• 전통적인 통일 모델이 관측된 주변은하 유형과 일치하는지 평가한다.

제안 방법

• XMM-Newton 및 Chandra X선 데이터를 이용해 정확한 N_H와 L_X 추정치를 확보하기 위해 COSMOS 조사에서 X선 탐지된 70개의 AGN을 선별했다.
• 다중파장 SED 모델링과 적외선 복사보정(L_bol = 8L_6μm)을 사용해 차폐된 AGN의 에딩턴 비율을 추정했다.
• HST/ACS 이미지에 GALFIT를 적용하여 AGN 점원소를 주변은하에서 분리하고, 세르시 지수(n)와 비대칭도(A)를 측정했다.
• 구조적 파rameter를 기반으로 주변은하를 구형이 지배하는(n > 2.5), 디스크형(n < 2.5), 또는 교란된(A > 0.5)으로 분류했다.
• 주변은하형태를 AGN 특성(연속흡수율(λ_Edd)과 X선 차폐(N_H))과 관련지어 분석했다.
• 이전 조사에서 확보한 고신뢰도 적외선 적색편이와 분광학적 분류(90% 이상의 신뢰도)를 사용해 표본의 신뢰성을 확보했다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비차폐, 빠른 연속흡수율을 보이는 브로드라인 AGN은 구형이 지배하는 주변은하를 선호하는가?
• RQ2 차폐된 AGN은 교란되거나 비정형 주변은하에 더 자주 존재하는가?
• RQ3 AGN의 주변은하형태는 그들의 연속흡수율과 차폐 수준과 관련이 있는가?
• RQ4 AGN-융합 관계는 다양한 AGN 유형 간에 일관된가, 아니면 선택 효과에 의해 편향되어 있는가?
• RQ5 관측된 주변은하형태 패턴은 융합 기반 진화 또는 안정적인 연료 공급 과정으로 설명될 수 있는가?

주요 결과

• 표본 내 5개의 비차폐, 빠른 연속흡수율을 보이는 브로드라인 AGN 모두가 구형이 지배하는 주변은하(n > 2.5)에 위치해 있다.
• N_H > 10^22 cm^-2인 차폐된 AGN은 비차폐 AGN보다 교란된 주변은하(A > 0.5)를 가질 가능성이 유의미하게 높다.
• 약한 연속흡수율을 보이는, 너비가 좁은 AGN는 주로 디스크형 주변은하(n < 2.5)에 위치해 있어 안정적인 연료 공급 과정을 시사한다.
• 관측된 형태-AGN 특성 상관관계는 차폐된 AGN가 융합 기반으로 발생했을 가능성이 높고, 비차폐, 고연속흡수율 AGN는 거대한 부두를 필요로 함을 시사한다.
• 관측된 결과는 전통적인 통일 모델에 주변은하 구조를 포함시켜야 하며, 형태가 연속흡수율과 차폐 수준 양쪽과 강하게 연관되어 있음을 시사한다.
• 적색편이 조사에서 관측된 AGN-융합 관계의 명백한 진화는 진정한 간행적 진화가 아니라, 선택 기준(예: 차폐 및 연속흡수율)의 차이에서 기인한 결과일 가능성이 높다.