[논문 리뷰] SDSS-IV/SPIDERS: A Catalogue of X-Ray Selected AGN Properties; Spectral Properties and Black Hole Mass Estimates for SPIDERS SDSS DR14 Type 1 AGN

Damien Coffey, M. Salvato외 8명|arXiv (Cornell University)|2019. 04. 24.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 107인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 SDSS DR14 데이터를 사용하여 SPIDERS 조사에서 X선으로 선택된 8,501개의 타입 1 AGN에 대한 종합적인 스펙트로스코픽 목록을 제시하며, 발광선 성질, 연속 스펙트럼 밀도, 그리고 Hβ 및 MgII 선을 통한 블랙홀 질량을 측정한다. 단일 에포크 방법을 사용하여 z ≈ 2.5까지 신뢰할 수 있는 블랙홀 질량 추정치를 제공하며, 결과를 SDSS-IV DR14 값 추가 목록으로 공개한다.

ABSTRACT

This work presents the catalogue of optical spectral properties for all X-ray selected SPIDERS active galactic nuclei (AGN) up to SDSS DR14. SPIDERS (SPectroscopic IDentification of eROSITA Sources) is an SDSS-IV programme that is currently conducting optical spectroscopy of the counterparts to the X-ray selected sources detected in the ROSAT all-sky survey and the XMM-Newton slew survey in the footprint of the Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS). The SPIDERS DR14 sample is the largest sample of X-ray selected AGN with optical spectroscopic follow-up to date. The catalogue presented here is based on a clean sample of 7344 2RXS ($ m \bar{z}$ = 0.5) and 1157 XMM-Newton slew survey ($ m \bar{z}$ = 0.4) type 1 AGN with spectroscopic coverage of the H$ m β$ and/or MgII emission lines. Visual inspection results for each object in this sample are available from a combination of literature sources and the SPIDERS group, which provide both reliable redshifts and source classifications. The spectral regions around the H$ m β$ and MgII emission lines have been fit in order to measure both line and continuum properties, estimate bolometric luminosities, and provide black hole mass estimates using the single-epoch (or photoionisation) method. The use of both H$ m β$ and MgII allows black hole masses to be estimated up to z $ m \simeq$ 2.5. A comparison is made between the spectral properties and black hole mass estimates derived from H$ m β$ and MgII using the subsample of objects which have coverage of both lines in their spectrum. These results have been made publicly available as an SDSS-IV DR14 value added catalogue.

연구 동기 및 목표

• X선으로 선택된 타입 1 AGN의 대규모이고 균일하게 분석된 샘플을 확보하여 AGN의 민족학적 특성과 진화를 연구하기 위한 고품질의 적외선 스펙트럼 데이터를 제공하는 것.
• 정확한 블랙홀 질량 추정을 위해 Hβ 및 MgII 영역에서 선 밀도, FWHM, 연속 성분 등의 스펙트럼 성질을 측정하는 것.
• 현재까지 가장 큰 X선으로 선택된 AGN 샘플을 대상으로 다수의 校정 방법을 사용하여 공개 가능한 신뢰할 수 있는 블랙홀 질량 및 Eddington 비율 추정치를 제공하는 것.
• 동일한 고redshift 샘플(최대 z ≈ 2.5)에서 Hβ 및 MgII 선을 통해 유도된 블랙홀 질량 추정치를 상호 비교할 수 있도록 하는 것.

제안 방법

• 연구는 SDSS-IV/eBOSS의 SPIDERS 조사에서 확보한 적외선 스펙트럼을 사용하여, 최대 z ≈ 2.5까지의 redshift를 가진 7,344개의 2RXS 및 1,157개의 XMM-Newton 스류 조사 타입 1 AGN를 분석한다.
• Hβ 및 MgII 발광선 주변의 스펙트럼 영역은 가우시안 성분, 은하 템플릿, Fe II 템플릿을 조합하여 연속 스펙트럼 및 선 발광을 모델링한다.
• 3000 Å 및 5100 Å에서의 단색 빛의 밀도를 측정하여 표준 스케일링 관계를 사용하여 볼로메트릭 빛의 밀도를 추정한다.
• 블랙홀 질량은 Hβ에 대해서는 Vestergaard & Peterson (2006) 및 Assef et al. (2011)의 校정법을, MgII에 대해서는 Shen & Liu (2012)의 방법을 사용하여 단일 에포크 방법으로 추정한다.
• Eddington 비율은 각각의 질량 추정치로부터 유도된 Eddington 빛의 밀도에 대한 볼로메트릭 빛의 밀도 비율로 계산된다.
• 시각적 점검 및 문헌 기반 교차 확인을 통해 신뢰할 수 있는 redshift 및 소스 분류를 확보하였으며, 모든 유도된 양에 대해 불확도 추정치를 전파하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 X선으로 선택된 AGN의 대규모이고 균일하게 분석된 샘플에서 Hβ 및 MgII 선을 통해 유도된 블랙홀 질량 추정치는 어떻게 비교되는가?
• RQ2 z ≈ 0에서 z ≈ 2.5까지의 redshift 범위에서 X선으로 선택된 타입 1 AGN의 스펙트럼 성질(선 밀도, FWHM, 연속 성분)은 어떠한가?
• RQ3 스펙트럼 관측이 가능한 완전한 X선으로 선택된 AGN 샘플에서 볼로메트릭 빛의 밀도 및 Eddington 비율의 분포는 어떠한가?
• RQ4 Shen & Liu (2012)의 校정법을 사용하여 고redshift(z ≈ 2.5)에서 MgII 선을 통해 블랙홀 질량을 얼마나 정확하게 추정할 수 있는가?
• RQ5 Fe II 발광 및 주변 은하의 오염이 Hβ 및 MgII 영역의 스펙트럼 피팅 및 파생된 물리적 매개변수에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• SPIDERS DR14 샘플은 8,501개의 X선으로 선택된 타입 1 AGN를 포함하며, 현재까지 가장 큰 스펙트럼적으로 확인된 X선으로 선택된 AGN 샘플이다.
• 블랙홀 질량은 Hβ 선을 사용하여 z ≈ 2.5까지 Vestergaard & Peterson (2006) 및 Assef et al. (2011)의 校정법을, MgII 선을 사용하여 z ≈ 2.5까지 Shen & Liu (2012)의 校정법을 적용하여 추정하였다.
• 2500 Å, 3000 Å, 5100 Å에서의 단색 빛의 밀도와 불확도를 제공하여 일관된 볼로메트릭 빛의 밀도 추정이 가능하도록 하였다.
• 볼로메트릭 빛의 밀도는 3000 Å 및 5100 Å 빛의 밀도에서 유도되었으며, 관련 불확도를 포함하여 Eddington 비율을 계산하는 데 사용되었다.
• 각 소스당 189개의 파라미터를 포함한 목록이 포함되어 있으며, 이는 선의 FWHM, [OIII]5007/Hβ 등의 밀도 비율, Fe II 정규화, 흡수 플래그 등을 포함한다.
• 결과는 공개적으로 SDSS-IV DR14 값 추가 목록으로 배포되어, AGN 민족학 및 공진화 연구를 위한 광범위한 공동체 활용을 가능하게 하였다.