[논문 리뷰] The UV spectrum of HS1700+6416 I. Predicting the metal line content of the far UV spectrum

C. Fechner, D. Reimers외 4명|ArXiv.org|2006. 05. 17.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 52인용 수 13

한 줄 요약

이 연구는 밝은 활성은하핵 HS 1700+6416의 원거리 자외선 스펙트럼(1000–1180 Å)에서의 금속 선 함량을 0.2 < z < 2.6 범위의 18개 금속 흡수계를 이용해 광이온화 모델을 통해 예측한다. 결과적으로, He ii 브레이크가 약 3 Ryd로 이동된 수정된 Haardt & Madau (2001) 이온화 복사장이 절반 이상의 시스템에서 선호되며, 이는 간성간 매질의 투과도와 국소적 원천에 의한 공간적 비균일한 이온화 상태를 시사한다. 또한 표준 HM 배경을 사용할 경우 탄소 농도를 약 0.5 dex 과대평가하게 된다.

ABSTRACT

In preparation of a study of the HeII/HI ratio towards the bright QSO HS1700+6416, we predict the metal line content of the far-UV spectral range by modelling 18 metal absorption line systems with redshifts 0.2

연구 동기 및 목표

• 밝은 활성은하핵 HS 1700+6416의 FUSE 스펙트럼 범위(1000–1180 Å)에서의 금속 선 함량을 예측하기 위해.
• 흡수선을 통해 유도된 금속 농도 추정치에 대해 다양한 이온화 복사장 형태의 영향을 평가하기 위해.
• 간성간 매질의 투과도와 AGN 또는 성간폭발은하와 같은 국소적 원천으로 인해 메타갈락티크 이온화 배경이 공간적으로 변할 수 있는지 조사하기 위해.
• 노이즈가 많은 FUSE 데이터에서 인식되지 않은 금속 선 흡수를 고려하여 He ii /H i 비율 측정의 정확도를 향상시키기 위해.
• 미래의 He ii 라이만-알파 숲 분석을 지원하기 위해 모델 기반으로 금속 선을 예측하기 위해.

제안 방법

• HS 1700+6416 방향의 18개 금속 흡수계를 0.2에서 2.6 사이의 적색편이 범위에서 광이온화 모델로 모델링하기 위해.
• 여덟 가지 다른 이온화 복사장 형태를 시험: 원래의 Haardt & Madau (2001) 모델, He ii 브레이크가 3 또는 2 Ryd로 이동된 수정된 HM 스펙트럼, AGN 및 성간폭발은하에서 유래한 스펙트럼.
• 관측된 금속 이온의 기울기 밀도(예: C iv, Si iv, S iv, O vi)를 사용해 모델 적합도를 평가하고 각 시스템에 가장 잘 맞는 이온화 스펙트럼을 선정하기 위해.
• 선호되는 이온화 스펙트럼과 표준 HM 배경을 사용하여 도출된 탄소 농도를 비교하여 금속 농도 편향을 평가하기 위해.
• 가장 잘 맞는 이온화 스펙트럼을 사용하여 FUSE 대역폭 내에서 금속 선, H i 라이만 계열, He i 의 모습을 예측하기 위해.
• Agafonova 등 (2005)에서처럼 관측된 흡수 특징으로부터 자료 일관성 있게 이온화 배경 형태를 유추하기 위해 응답 함수 방법을 적용하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 HS 1700+6416의 원거리 자외선 스펙트럼에서 금속 흡수선을 모델링하기 위해 가장 적절한 이온화 복사장 형태는 무엇인가요?
• RQ2 이온화 복사장 형태의 선택이 간성간 흡수체에서 유도된 금속 농도, 특히 탄소 농도에 어떤 영향을 미치나요?
• RQ3 메타갈락티크 이온화 배경이 어느 정도 공간적으로 변할 수 있으며, 관측된 흡수계에서 이를 뒷받침하는 증거는 무엇인가요?
• RQ4 국소적 원천(예: AGN, 성간폭발은하)과 간성간 매질의 투과도가 다양한 적색편이 영역에서 간성간 기체의 이온화 상태에 어떤 영향을 미치나요?
• RQ5 금속 선 비율(예: S ii/S vi)이 금속 농도 및 농도 패턴 가정 없이도 이온화 배경 형태를 제약할 수 있을까요?

주요 결과

• 18개 금속 흡수계 중 50%인 9개 시스템에서 가장 잘 맞는 이온화 복사장은 He ii 브레이크가 약 3 Ryd로 이동된 수정된 Haardt & Madau (2001) 스펙트럼이며, 이는 더 높은 He ii 라이만 계열 선의 투과도로 인한 것으로 보인다.
• 추가로 2개의 시스템은 He ii 브레이크가 약 2 Ryd로 이동된 수정된 HM 스펙트럼으로 가장 잘 설명되며, 일부 지역에서 부드러운 이온화 스펙트럼이 존재함을 시사한다.
• 3개의 시스템에서는 수정되지 않은 Haardt & Madau (2001) 스펙트럼이 가장 잘 맞고, 2개의 시스템은 성간폭발은하 스펙트럼으로, 2개는 AGN 스펙트럼으로 가장 잘 설명된다.
• 높은 적색편이(>2) 영역에서 수정된 HM 스펙트럼의 선호도가 증가하며, 이는 높은 간성간 매질 투과도 효과 또는 조밀한 환경에서 국소 원천의 지배를 시사한다.
• 표준 HM 배경을 사용할 경우, 탄소 농도를 약 0.5 dex 과대평가하게 된다.
• 선호되는 이온화 복사장을 가정할 경우 기대되는 He ii /H i 비율은 150에서 190 사이이며, 피크는 약 3.6 Ryd 근처에서 관찰되며, 이는 이온화 배경의 공간적 변동성을 지지한다.