[논문 리뷰] The AMIGA sample of isolated galaxies. VI. Radio continuum properties of isolated galaxies: a very radio quiet sample

S. Léon, L. Verdes‐Montenegro외 8명|arXiv (Cornell University)|2008. 04. 01.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 40인용 수 21

한 줄 요약

이 연구는 AMIGA 샘플의 719개 고립은하에 대해 다주파수 조사(WENSS, NVSS, FIRST, GB6)를 활용하여 라디오 연속성 성질을 분석하여, 이들은 핵 활동이 거의 없고 디스크 성간 형성에 의해 지배되는 매우 낮은 라디오 방출을 나타냄을 보여준다. 주요 발견은 AMIGA 샘플이 상호작용이나 밀도가 높은 시스템에서 환경 효과를 정량화하는 데 있어 청소된 기준이 된다는 것이다.

ABSTRACT

The study of the radio properties of the AMIGA sample is intended to characterize the radio continuum emission for a sample least affected by local environment, thus providing a reference against which less isolated and interacting samples can be compared. Radio continuum data at 325, 1420 and 4850 MHz were extracted from the WENSS, NVSS/FIRST and GB6 surveys, respectively. We focus on the complete AMIGA subsample composed of 719 galaxies. Comparison between the NVSS and FIRST detections indicates that the radio continuum is coming from disk-dominated emission in spiral galaxies, in contrast to the results found in high-density environments where nuclear activity is more frequent. The comparison of the radio continuum power with a comparable sample, which is however not selected with respect to its environment, the Condon et al. UGC-SF sample of star-forming field galaxies, shows a lower mean value for the AMIGA sample. We have obtained radio-to-optical flux ratios (R) using the NVSS radio continuum flux. The distribution of R for the AMIGA galaxies is consistent with a sample dominated by radio emission from star formation (SF) and a small number of Active Galactic Nuclei (AGN), with less than 3% of the sample with R > 100. We derived the radio luminosity function (RLF) and total power density of the radio continuum emission for the AMIGA sample at 1.4 GHz, and compared them with results from other low redshift studies. The Schechter fit of the RLF indicates a major weight of the low-luminosity galaxies. The results indicate the very low level of radio continuum emission in our sample of isolated galaxies, which is dominated by mild disk SF. It confirms hence the AMIGA sample as a suitable template to effectively quantify the role of interactions in samples extracted from denser environments.

연구 동기 및 목표

• 환경 오염을 최소화하여 국부 우주에서 가장 고립된 은하 샘플의 라디오 연속성 방출을 특성화하기 위해.
• 상호작용이 없는 은하의 라디오 방출 수준에 대한 '제로 포인트' 기준을 설정하여 상호작용 유도 증가를 정량화하기 위해.
• 환경의 역할을 평가하기 위해 AMIGA 샘플의 라디오 성질을 다른 필드 은하 샘플과 비교하기 위해.
• 특히 초기형 시스템에서 라디오 방출의 기원—별 형성 vs. 활성 은하핵(AGN)—을 조사하기 위해.
• 은하의 우주 라디오 방출 기여도를 평가하기 위해 고립은하의 라디오 빛도 함수(RLF)와 총 전력 밀도를 유도하기 위해.

제안 방법

• 재처리된 조사 데이터에서 325 MHz(WENSS), 1.4 GHz(NVSS/FIRST), 4.85 GHz(GB6)에서의 라디오 연속성 광도를 추출하였다.
• 소스 추출 및 카탈로그 검출 간의 교차 매칭을 수행하였으며, 재처리로 인한 새로운 검출을 포함하여 감도와 완전성을 향상시켰다.
• 상한값을 고려하여 평균 라디오 전력(log P) 계산 및 샘플 간 비교를 위해 생존 분석을 사용하였다.
• NVSS 데이터를 사용하여 라디오-광학 광도 비율(R)을 계산하여 별 형성과 AGN에 의해 지배되는 방출을 구분하였다.
• 라디오 빛도 함수(RLF)를 Schechter 함수로 피팅하여 라디오 빛도 분포를 모델링하였다.
• 총 라디오 전력 밀도(U)를 1.4 GHz에서 RLF를 적분하여 계산하여 샘플의 간접적 라디오 방출 기여도를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고립은하 샘플의 라디오 연속성 방출 수준은 어떻게 되며, 덜 고립된 환경의 필드 은하와 비교해 볼 때 어떻게 다를까?
• RQ2 고립은하에서 라디오 방출의 주요 기원은 무엇인가—별 형성인지, 활성 은하핵(AGN)인지?
• RQ3 라디오 조사의 검출 효율성(NVSS 대 FIRST)은 고립된 나선은하에서 라디오 방출의 공간 분포(디스크 대 핵)를 어떻게 반영하는가?
• RQ4 고립된 초기형 은하(E/S0)의 몇 퍼센트가 라디오 방출을 보이며, 이는 그들의 분류나 내재된 활동에 대해 어떤 의미를 갖는가?
• RQ5 AMIGA 샘플의 라디오 빛도 함수와 총 전력 밀도는 다른 저 redshift 은하 샘플과 비교해 어떻게 다를까?

주요 결과

• AMIGA 샘플은 UGC-SF 샘플(log P = 21.61)보다 훨씬 낮은 평균 라디오 전력(log P = 20.11)을 보이며, 매우 라디오 조용한 집단임을 나타낸다.
• 중간 라디오-광학 광도 비율(R)은 약 4.5로, 별 형성 지배와 일치하며, 방출선 은하의 R ~ 10–100과 대조된다.
• NVSS는 확장된 디스크 방출에 민감하여 FIRST보다 훨씬 많은 은하를 검출하지만, FIRST는 오직 밀도 높은 핵 소스만 검출하므로, AMIGA 나선은하의 약 80%가 디스크 지배 라디오 방출을 가짐을 시사한다.
• 고립된 초기형 은하(샘플의 14%)는 나선은하와 유사한 검출 비율을 보이며, 이는 잘못된 분류 또는 이례적인 활동일 수 있음을 시사하지만, 핵 AGN가 주요 기여원은 아닐 가능성이 높다.
• 라디오 빛도 함수(RLF)는 P ~ 10^23 W Hz⁻¹ 근처에서 급격히 감소하며, 핵 활동 기여가 최소이므로 주로 별 형성 기원임을 지지한다.
• 1.4 GHz에서의 총 라디오 전력 밀도는 U ~ 4.4 × 10^18 W Hz⁻¹ Mpc⁻³이며, 이는 UGC-SF 샘플의 약 30%이자 AGN 지배 2DFGRS 샘플의 약 10%에 불과하여, 저환경 기준 샘플로서의 역할을 확인한다.