[논문 리뷰] The nature and origin of Narrow Line AGN activity in a sample of isolated SDSS galaxies

R. Coziol, J. P. Torres-Papaqui외 5명|arXiv (Cornell University)|2011. 08. 02.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 5인용 수 13

한 줄 요약

이 연구는 SDSS에서 292개의 고립된 나선파악성 은하에서 얻은 좁선 활성은하핵(NLAGNs)의 성격과 기원을 조사한다. 연구 결과, NLAGNs와 전이 물체(TOs)는 표본의 64%를 차지하며, AGN 활동이 부두 질량, 형상, 중력 결속 에너지와 강하게 연관되어 있음을 확인하였다. 이는 AGN 활동이 은하 형성 과정과 관련이 있으며, NLAGNs는 아마도 퀘이사와 광선이 있는 AGN의 기능 정지된 형태일 가능성이 있음을 시사한다.

ABSTRACT

We discuss the nature and origin of the nuclear activity observed in a sample of 292 SDSS narrow-emission-line galaxies, considered to have formed and evolved in isolation. All these galaxies are spiral like and show some kind of nuclear activity. The fraction of Narrow Line AGNs (NLAGNs) and Transition type Objects (TOs; a NLAGN with circumnuclear star formation) is relatively high, amounting to 64% of the galaxies. There is a definite trend for the NLAGNs to appear in early-type spirals, while the star forming galaxies and TOs are found in later-type spirals. We verify that the probability for a galaxy to show an AGN characteristic increases with the bulge mass of the galaxy (Torre-Papaqui et al. 2011), and find evidence that this trend is really a by-product of the morphology, suggesting that the AGN phenomenon is intimately connected with the formation process of the galaxies. Consistent with this interpretation, we establish a strong connection between the astration rate--the efficiency with which the gas is transformed into stars--the AGN phenomenon, and the gravitational binding energy of the galaxies: the higher the binding energy, the higher the astration rate and the higher the probability to find an AGN. The NLAGNs in our sample are consistent with scaled-down or powered-down versions of quasars and Broad Line AGNs.

연구 동기 및 목표

• 고립된 나선파악성 은하에서 좁선 방출선를 보이는 핵 활동의 성격과 기원을 이해하기 위해.
• NLAGNs와 전이 물체(TOs)가 특정 형상 유형이나 환경에서 더 흔한지 여부를 규명하기 위해.
• 고립된 시스템에서 AGN 활동, 부두 질량, 은하 형성 과정 간의 연관성을 조사하기 위해.
• NLAGNs가 퀘이사와 광선이 있는 AGN의 축소된 형태인지, 아니면 기능 정지된 형태인지 평가하기 위해.
• 은하핵 활동 발생에 있어 별 형성 효율(아스트레이션 비율), 결속 에너지, 기체 금속 농도의 역할을 탐색하기 위해.

제안 방법

• 환경 영향이 최소화된 SDSS에서 유도된 292개의 고립된 나선파악성 은하를 선별하여 좁선 방출선를 보유한 은하를 대상으로 하였다.
• 진단 방출선 다이어그램(예: BPT 다이어그램)을 사용하여 핵 활동을 NLAGN, TO, 또는 별 형성 은하로 분류하였다.
• AGN 존재 여부를 부두 질량, 형상 유형(조기형 대비 늦은형 나선파악성), 중력 결속 에너지와 관련지어 분석하였다.
• 별 집단 성질(예: 연령, 금속 농도, 질소 과잉)을 분석하여 별 형성 효율(아스트레이션 비율)을 추정하였다.
• BH 질량, 질량 흡착률, 금속 농도 관계를 사용하여 NLAGN 특성과 퀘이사 및 광선이 있는 AGN 간의 비교를 수행하였다.
• CLOUDY 모델과 Shemmer 등(2004)의 데이터를 적용하여 NLAGN 행동이 표준 AGN 척도 관계와 일관된지를 테스트하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고립된 나선파악성 은하 표본에서 NLAGNs와 전이 물체(TOs)의 퍼지율은 어떠한가?
• RQ2 은하의 형상 유형이 NLAGN 또는 TO 활동 존재와 어떤 관련이 있는가?
• RQ3 이 은하들에서 AGN 활동이 부두 질량과 중력 결속 에너지와 얼마나 관련되어 있는가?
• RQ4 NLAGNs는 퀘이사와 광선이 있는 AGN의 축소된 형태(낮은 BH 질량)인지, 아니면 기능 정지된 형태(낮은 질량 흡착률)로 가장 잘 기술될 수 있는가?
• RQ5 NLAGNs의 아스트레이션 비율, 금속 농도, 질량 흡착률은 퀘이사 및 광선이 있는 AGN와 비교해 어떻게 다른가?

주요 결과

• 표본의 고립된 나선파악성 은하 중 64%가 NLAGN 또는 전이 물체(TO)로 분류되었으며, 이는 핵 활동의 높은 퍼지율을 시사한다.
• NLAGNs는 주로 조기형 나선파악성(Sa–Sb)에서 발견되며, 별 형성 은하와 TO는 늦은형 나선파악성(Sc–Sd)에서 더 흔하다.
• AGN 활동의 가능성은 부두 질량이 증가함에 따라 증가하며, 이 경향은 은하 형상과 강하게 연관되어 있어 형성 과정과의 연관성을 시사한다.
• NLAGNs는 별 형성 은하보다 더 높은 중력 결속 에너지와 더 높은 별 형성 효율(아스트레이션 비율)을 보이며, 이는 더 효율적인 기체-별 전환을 의미한다.
• NLAGNs는 퀘이사와 광선이 있는 AGN의 기능 정지된 형태임에 일관되며, BLAGNs와 유사한 블랙홀 질량를 보이지만, Eddington 한계의 약 1% 수준에서만 질량 흡착하고 있다.
• NLAGNs는 퀘이사와 BLAGNs와 동일한 금속 농도-질량 흡착률 관계를 따르며, 이는 축소된 또는 기능 정지된 AGN 상태임을 지지한다.