[논문 리뷰] The AGN/starburst content in high redshift ULIRGs

Y. Watabe, G. Risaliti외 4명|arXiv (Cornell University)|2009. 03. 02.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 1인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 고적도의 서미미터파 및 24 μm로 선택된 ULIRG에서 Spitzer-IRS 6–8 μm 스택 스펙트럼을 사용하여 국소 ULIRG 템플릿을 기반으로 한 탈컨볼루션 모델을 적용하여 AGN와 성간별 폭발 기여도를 분리한다. z > 2.3에서 서미미터파-ULIRG의 AGN 기여도가 유의미하게 증가하는 것으로 나타났으며, 24 μm-ULIRG의 경우 AGN가 중간 적외선 방출을 지배하지만, 별성간별 폭발이 볼로메트릭 빛나는도에 비교적 유사한 기여를 한다.

ABSTRACT

We apply a simple model, tested on local ULIRGs, to disentangle the active galactic nucleus (AGN) and starburst contributions in submillimiter and 24um-selected ULIRGs observed with the Spitzer-IRS spectrometer. We quantitatively estimate the average AGN contribution to the stacked 6-8um rest-frame spectra of these sources in different luminosity and redshift ranges, and, under the assumption of similar infrared-to-bolometric ratios as in local ULIRGs, the relative AGN/starburst contributions to the total infrared luminosity. Though the starburst component is always dominant in submillimeter-selected ULIRGs, we find a significant increase of the AGN contribution at redshift z>2.3 with respect to lower z objects. Finally, we quantitatively confirm that the mid-infrared emission of 24um-selected ULIRGs is dominated by the AGN component, but the starburst component contributes significantly to the bolometric luminosity.

연구 동기 및 목표

• 고적도 ULIRG의 적외선 방출에 기여하는 AGN와 성간별 폭발 성분을 분리하는 것.
• 서미미터파 및 24 μm로 선택된 ULIRG에서 AGN 비율이 적외선에 따라 증가하는지 평가하는 것.
• 고적도 ULIRG의 총 볼로메트릭 빛나는도에서 AGN와 성간별 폭발 성분의 상대적 중요도를 평가하는 것.
• 국소 ULIRG 기반 탈컨볼루션 모델이 고적도 천체에 적용 가능한지 테스트하는 것.
• 관측된 경향이 적외선, 빛나는도 또는 선택 효과에 의해 유도되는지 조사하는 것.

제안 방법

• 국소 ULIRG AGN와 성간별 폭발 SED 템플릿을 기반으로 한 탈컨볼루션 모델을 고적도 ULIRG의 스택된 Spitzer-IRS 6–8 μm 스펙트럼에 적용한다.
• 모델은 AGN와 성간별 폭발 성분의 상대 기여도를 변화시켜 관측된 스택 스펙트럼을 피팅한다.
• 6–8 μm 흐름 비율을 사용하여 AGN 비율을 추정하며, 국소 ULIRG와 유사한 적외선-볼로메트릭 비율을 가정한다.
• 적외선과 빛나는도 기반으로 하위군의 복합 스펙트럼을 구성하여 적외선과 빛나는도의 영향을 분리한다.
• 선택 효과, K보정, 빛나는도의 혼동 등 편향을 배제하기 위해 통계적 점검을 수행한다.
• 다양한 적외선과 빛나는도 구간에서 결과를 비교하여 적외선 의존 경향을 분리한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 서미미터파로 선택된 ULIRG에서 AGN가 중간 적외선 방출에 기여하는 비율이 적외선에 따라 증가하는가?
• RQ2 24 μm로 선택된 ULIRG에서 AGN와 성간별 폭발 성분이 총 볼로메트릭 빛나는도에 기여하는 비율은 어떻게 비교되는가?
• RQ3 관측된 AGN 비율 경향은 적외선, 빛나는도 또는 선택 효과에 의해 유도되는가?
• RQ4 국소 ULIRG 기반 탈컨볼루션 모델은 고적도 천체에 동일한 스펙트럼 특성을 가진 경우에도 적용 가능한가?
• RQ5 고적도 ULIRG에서 별성간별 폭발과 AGN 성분이 총 적외선 빛나는도에 기여하는 비율은 어떻게 되는가?

주요 결과

• 서미미터파-ULIRG에서 z > 2.3에서 6–8 μm 고정 프레임 스펙트럼에 대한 AGN 기여도가 저적외선 물체보다 유의미하게 증가한다.
• 서미미터파-ULIRG에서 성간별 폭발 성분은 6–8 μm 대역과 총 볼로메트릭 빛나는도 모두에서 지배적이지만, AGN 비율은 적외선에 따라 증가한다.
• 24 μm-ULIRG의 경우 AGN가 중간 적외선 방출을 지배하지만, 성간별 폭발이 총 볼로메트릭 빛나는도에 비교적 유사하거나 略로 더 큰 기여를 한다.
• 빛나는도를 보정한 후 서미미터파-ULIRG에서 AGN 비율의 적외선 의존성이 확인되어 빛나는도 경향 때문이 아니라는 것을 입증한다.
• z > 2.3에서 서미미터파-ULIRG의 AGN 비율에 빛나는도 의존성이 유의미하게 발견되지 않아 적외선이 관측된 경향의 주요 원인임을 시사한다.
• 모델이 국소 ULIRG 템플릿과 일관성을 유지함을 검증하여, 고적도 탈컨볼루션에 국소 SED 모델을 사용하는 것이 타당하다고 지지한다.