[논문 리뷰] The host galaxy/AGN connection in nearby early-type galaxies. A new view of the origin of the radio-quiet/radio-loud dichotomy?

A. Capetti, B. Balmaverde|ArXiv.org|2006. 03. 14.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 46인용 수 52

한 줄 요약

이 연구는 근접한 초기형은하의 AGN의 전파 뚜렷함을 그 은하의 핵부 밀도 프로파일과 연관지운다: 얕은 중심 프로파일을 가진 코어 은하(코어은하)는 오직 전파 뚜렷한 AGN를 지닌 반면, 뾰족한 중심 프로파일을 가진 파워레인지 은하(파워레인지은하)는 오직 전파 잠재적 AGN를 지닌다. 결과는 은하의 융합 역사를 통해 블랙홀 역학이 AGN의 전파 뚜렷함을 결정하며, 전파 뚜렷함/비뚜렷함의 이분화를 통합적으로 설명한다.

ABSTRACT

[ABRIDGED] This is the third in a series of three papers exploring the connection between the multiwavelength properties of AGN in nearby early-type galaxies and the characteristics of their hosts. We selected 116 AGN candidates requiring a radio flux of 1 mJy. We classified the objects with HST images into ``core'' and ``power-law'' galaxies, on the basis of the nuclear slope of their brightness profiles. We used HST and Chandra data to isolate their nuclear emission to study the multiwavelength behaviour of their nuclei. The properties of the nuclei hosted by the 29 core galaxies were presented in Paper II. Core galaxies invariably host a radio-loud nucleus, with a median radio-loudness of Log R = 3.6 and an X-ray based radio loudness parameter of Log R,X = -1.3. Here we discuss the properties of the nuclei of the 22 ``power-law'' galaxies. They show a substantial excess of optical and X-ray emission with respect to core galaxies at the same level of radio luminosity. Conversely, their radio-loudness parameters, Log R ~ 1.6 and Log R,X ~ -3.3, are similar to those measured in Seyfert galaxies. Thus the radio-loudness of AGN hosted by early-type galaxies appears to be univocally related to the host's brightness profile: radio-loud AGN are only hosted by core galaxies, while radio-quiet AGN are found only in power-law galaxies. The brightness profile is determined by the galaxy's evolution, through its merger history; our results suggest that the same process sets the AGN flavour.

연구 동기 및 목표

• 근접한 초기형 은하에서 AGN 성질과 주변 은하의 구조 간의 관계를 조사하기 위해.
• 오랫동안 지속된 전파 뚜렷함/비뚜렷함 AGN 이분화 문제를 주변 은하 형태와 연결함으로써 해결하기 위해.
• 핵부 밀도 프로파일(코어 대 파워레인지)이 AGN의 전파 뚜렷함을 예측할 수 있는지 테스트하기 위해.
• 은하 융합 역사가 블랙홀 역학을 통해 AGN 성질을 어떻게 형성하는지 탐색하기 위해.
• 초거대 블랙홀과 그 주변 은하의 공진화를 이해하기 위한 통합적 프레임워크를 제공하기 위해.

제안 방법

• 기존 HST 이미지를 사용하여 VLA 5 GHz 설문에서 유래한 116개의 AGN 후보를 '코어'(γ ≤ 0.3) 및 '파워레인지'(γ ≥ 0.5) 은하로 분류하였다.
• 주변 오염으로부터 독립된 내재된 AGN 빛의 세기를 측정하기 위해, 광학(HST) 및 X선(Chandra) 대역에서 핵부 방출을 고립시켰다.
• AGN 활동을 주변 유형 간 비교하기 위해 전파 뚜렷함 파aram터 R = log(L_5GHz / L_B) 및 R_X = log(L_5GHz / L_X)를 계산하였다.
• 다중파장 진단 평면(Radio–Optical–X-ray)을 사용하여 코어 및 파워레인지 주변에서 AGN 행동을 비교하였다.
• 블랙홀 융합 역학이 연속률과 제트 생성에 미치는 영향을 분석하고, 구조적 프로파일을 AGN 모드와 연결하였다.
• 기존 데이터의 한계(예: VLA 해상도, Chandra 감도)를 평가하고 향후 관측(초해상도 전파 간섭계, 더 깊은 X선, NIR HST)을 제안하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 초기형 은하의 AGN 전파 뚜렷함은 주변 은하의 핵부 밀도 프로파일과 상관이 있는가?
• RQ2 얕은 중심 프로파일을 가진 코어 은하(코어은하)는 오직 전파 뚜렷한 AGN를 지니는가, 반면 파워레인지 은하는 오직 전파 잠재적 AGN를 지니는가?
• RQ3 빛 밀도 프로파일에 반영된 은하 융합 역사는 전파 뚜렷함/비뚜렷함 이분화의 기원을 설명할 수 있는가?
• RQ4 블랙홀 스핀, 질량 비율, 또는 분리 거리가 AGN 전파 뚜렷함을 결정하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 연속률과 제트 활동의 관측된 차이를 주변 은하의 구조와 관련된 동일한 물리적 메커니즘으로 설명할 수 있는가?

주요 결과

• 코어 은하는 오직 전파 뚜렷한 AGN를 지니며, 중앙 전파 뚜렷함의 중앙값은 log R = 3.6 및 log R_X = -1.3이며, 이는 동일한 전파 빛 세기에서 강한 X선 부족을 나타낸다.
• 파워레인지 은하는 오직 전파 잠재적 AGN를 지니며, log R ≈ 1.6 및 log R_X ≈ -3.3이며, 이는 세이페르트 유형 AGN와 일치한다.
• 동일한 전파 빛 세기에서 코어 은하의 핵부 빛 세기는 파워레인지 은하보다 약 2개 정도 어두워, 낮은 연속률을 시사한다.
• 관측된 빛 세기의 차이는, 제트가 존재하는 동안에도 연속 효율을 감소시키는 공통 메커니즘(예: 상대론적 외출) 때문일 가능성이 높다.
• 주변 프로파일과 AGN 전파 뚜렷함의 연관성은 저광도 AGN에서부터 L_r ~ 10^42 erg s^-1 수준의 전파 은하에 이르기까지 광범위한 다이내믹 레인지에서 유지된다.
• X선 자료는 광학 자료보다 코어 은하와 파워레인지 은하 간의 분리가 더 명확한데, 이는 편향이 적고 더 적은 은폐 효과를 가지기 때문이다.