[논문 리뷰] The Sedentary Survey of Extreme High Energy Peaked BL Lacs III. Results from Optical Spectroscopy

S. Piranomonte, M. Perri외 3명|ArXiv.org|2007. 04. 13.

Astrophysics and Cosmic Phenomena참고 문헌 32인용 수 36

한 줄 요약

이 연구는 극도로 높은 에너지 피크를 가진 BL Lacs 150개로 구성된 유속 제한, 통계적으로 완전한 샘플인 Sedentary Survey를 대상으로 수행된 전용 광학 스펙트로스코피 캠프에 대한 결과를 제시한다. ESO, KPNO, TNG의 망원경을 사용하여 저자들은 100%의 스펙트럼 식별을 달성하였으며, 새로운 적색편이 36개를 결정하고, 광학 스펙트럼 기울기, 라디오 휘도, Ca H&K 브레이크 사이에 강한 상관관계를 확인하여, 강력하고 비추출된 소스에서 제트 발광이 광학 빛을 지배한다는 것을 확인하였다.

ABSTRACT

The multi-frequency Sedentary Survey is a flux limited, statistically well-defined sample of highly X-ray dominated BL Lacertae objects (HBLs) which includes 150 sources. In this paper, the third of the series, we report the results of a dedicated optical spectroscopy campaign that, together with results from other independent optical follow up programs, led to the spectroscopic identification of all sources in the sample. We carried out a systematic spectroscopic campaign for the observation of all unidentified objects of the sample using the ESO 3.6m, the KPNO 4m, and the TNG optical telescopes. We present new identifications and optical spectra for 76 sources, 50 of which are new BL Lac objects, 18 are sources previously referred as BL Lacs but for which no redshift information was available, and 8 are broad emission lines AGNs. We find that the multi-frequency selection technique used to build the survey is highly efficient (about 90%) in selecting BL Lacs objects. We present positional and spectroscopic information for all confirmed BL Lac objects. Our data allowed us to determined 36 redshifts out of the 50 new BL Lacs and 5 new redshifts for the previously known objects. The redshift distribution of the complete sample is presented and compared with that of other BL Lacs samples. For 26 sources without recognizable absorption features, we calculated lower limits to the redshift using a method based on simulated optical spectra with different ratios between jet and galaxy emission. For a subsample of 38 object with high-quality spectra, we find a correlation between the optical spectral slope, the 1.4 GHz radio luminosity, and the Ca H&K break value, indicating that for powerful/beamed sources the optical light is dominated by the non-thermal emission from the jet.

연구 동기 및 목표

• 극도로 높은 에너지 피크를 가진 BL Lacs의 다주파수, 유속 제한 샘플인 Sedentary Survey의 150개 모든 소스에 대한 완전한 스펙트럼 식별을 달성하기 위해.
• 이전에 측정되지 않은 BL Lacs의 적색편이를 결정하고 그들이 BL Lacs임을 확인하기 위해.
• 특히 제트 발광과 주변 은하계 빛의 역할을 고려하여 샘플의 광학 스펙트럼 특성을 조사하기 위해.
• 다주파수 선택 기법이 HBL을 고립하는 데의 효율성을 평가하기 위해.
• 적색편이 분포와 스펙트럼 상관관계를 분석하여 샘플의 천체물리적 및 천체역학적 성질을 추론하기 위해.

제안 방법

• Sedentary Survey의 미식별 소스 전부를 관측하기 위해 ESO 3.6m, KPNO 4m, TNG 3.6m 망원경을 사용하여 체계적인 스펙트럼 캠프를 수행하였다.
• 스펙트럼 분석을 위해 [O II]와 [O III] 선 사이의 광학 스펙트럼 기울기(α^oii_oiii)와 1.4 GHz 라디오 휘도(L_r)를 측정하였다.
• 주계 스펙트럼에서 Ca H&K 브레이크 값을 결정하여 비열성 제트 발광이 주변 은하계 빛을 얼마나 억제하는지 평가하였다.
• 다양한 제트 대 은하계 광도 비율을 가진 시뮬레이션 광학 스펙트럼을 사용하여, 식별 가능한 흡수 특징이 없는 26개 소스에 대해 적색편이 하한선을 유도하였다.
• 완전한 샘플의 적색편이 분포를 다른 BL Lacs 샘플과 비교하여 천체역학적 진화를 평가하였다.
• 통계적 방법을 적용하여 스펙트럼 특징(예: Ca H&K 브레이크)과 라디오 휘도 및 스펙트럼 기울기 사이의 상관관계를 분석하여 제트 지배성의 정도를 추론하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Sedentary Survey 샘플의 스펙트럼 식별 비율은 얼마이며, 다주파수 선택 기법이 HBL을 고립하는 데 얼마나 효율적인가?
• RQ2 완전한 샘플의 적색편이 분포는 어떻게 되며, 다른 BL Lacs 샘플과 비교해 보면 어떠한가?
• RQ3 샘플에서 광학 스펙트럼 기울기와 라디오 휘도, Ca H&K 브레이크 사이의 상관관계는 어떻게 되는가?
• RQ4 강력하고 비추출된 소스에서 광학 빛이 비열성 제트 발광에 얼마나 지배되는가?
• RQ5 감지 가능한 흡수 특징이 없는 소스에 대한 적색편이 하한선은 무엇이며, 어떻게 유도되었는가?

주요 결과

• Sedentary Survey에서 사용된 다주파수 선택 기법은 실제 BL Lacs를 선택하는 데 약 90%의 높은 효율을 보였다.
• 스펙트럼 캠프는 샘플의 150개 소스를 모두 식별하였으며, 이 중 50개의 새로운 BL Lacs, 18개의 이전에 적색편이가 측정되지 않은 BL Lacs, 8개의 넓은 발광선 AGN이 포함되었다.
• 저자들은 새로운 BL Lacs 36개의 적색편이를 결정하였고, 이전에 알려진 소스 5개의 새로운 적색편이를 확보하여, 알려진 HBL 샘플을 크게 확장하였다.
• 감지 가능한 흡수 특징이 없는 26개 소스에 대해서는 다양한 제트 대 은하계 광도 비율을 가진 시뮬레이션 스펙트럼을 사용하여 적색편이 하한선을 도출하였다.
• 광학 스펙트럼 기울기(α^oii_oiii), 1.4 GHz 라디오 휘도(L_r), Ca H&K 브레이크 사이에 유의미한 상관관계가 발견되어, 강력하고 비추출된 소스에서 제트 발광이 광학 빛을 지배한다는 것을 시사하였다.
• 대부분의 소스에서 Ca H&K 브레이크 값은 ≤0.25였으며, 이는 비열성 제트 발광이 주변 은하계 빛을 강하게 억제하고 있음을 확인하며 샘플의 HBL 성격을 뒷받침하였다.