[논문 리뷰] Uncovering the Active Galactic Nuclei in Low-Ionization Nuclear Emission-Line Regions with Spitzer

David S. N. Rupke, Sylvain Veilleux외 7명|ArXiv.org|2007. 08. 14.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 저이온도 핵방출선영역(LINERs) 내 활성은하핵(AGN)의 성질을 중적외선 스펙트로스코피를 통해 조사한다. 고이온도 선들인 [O IV] 25.9 μm 및 [Ne V] 14.3 μm는 LINERs 내 AGN 비율이 높음을 시사하며, 저이온도 선들인 [Fe II] 26.0 μm 및 [Si II] 34.8 μm는 각각 적외선 빛나는 LINERs에서는 PDRs, 적외선가시성 낮은 LINERs에서는 XDRs를 나타내어, 두 집단 모두에서 AGN가 지배적임을 시사한다.

ABSTRACT

The impact of active galactic nuclei on low-ionization nuclear emission-line regions (LINERs) remains a vigorous field of study. We present preliminary results from a study of the mid-infrared atomic emission lines of LINERs with the Spitzer Space Telescope. We assess the ubiquity and properties of AGN in LINERs using this data. We discuss what powers the mid-infrared emission lines and conclude that the answer depends unsurprisingly on the emission line ionization state and, more interestingly, on the infrared luminosity.

연구 동기 및 목표

• 중적외선 방출선을 사용하여 LINERs 내 활성은하핵(AGN)을 포함하는 비율을 결정하는 것.
• LINERs 내 중적외선 원소 방출선이 AGN, 충격, 또는 항성 집단에 의해 어떻게 자극되는지 평가하는 것.
• 적외선 빛나는 LINERs와 적외선가시성 낮은 LINERs의 중적외선 스펙트럼 특성을 비교하여 이온화 상태와 자극 메커니즘의 차이를 식별하는 것.
• 광이온화, PDRs, XDRs가 LINERs 내 관측된 선 방출을 어떻게 형성하는지 평가하는 것.

제안 방법

• 해상도 약 100(5–15 μm) 및 약 600(10–37 μm)로 5–37 μm 범위의 중적외선 스펙트럼을 스피처 적외선 스펙트로그래프(IRS)로부터 확보하였다.
• 김 등(1995)의 적외선 빛나는 LINERs와 황 등(1997)의 적외선가시성 낮은 LINERs의 두 샘플에서 33개 은하핵을 분석하였다.
• LINERs를 항성폭풍과 세이프트와 비교하기 위해 [O IV] 25.9 μm 대비 60 μm 연속체 빛나는 정도와 같은 선 빛나는 정도 비율을 사용하였다.
• 항성폭풍 대 AGN 기여를 구분하기 위해 [Ne II] 12.8 μm로 정규화한 진단도표를 적용하였다.
• PDR 및 XDR 모델을 제약하기 위해 [Fe II] 26.0 μm / [Si II] 34.8 μm 복사비율을 평가하였다.
• 관측된 선 비율을 AGN 광이온화 모델(Groves 등 2004) 및 PDR/XDR 모델 예측(Kaufman 등 2006; Meijerink 등 2006)과 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 중적외선 고이온도 방출선을 통해 나타나는 LINERs 중 AGN를 포함하는 비율은 얼마인가?
• RQ2 AGN가 LINERs 내 저이온도 중적외선 방출선을 자극하는가, 아니면 충격 또는 항성 집단이 그 원인인가?
• RQ3 적외선 빛나는 LINERs와 적외선가시성 낮은 LINERs의 중적외선 스펙트럼은 이온화 상태와 자극 메커니즘 측면에서 어떻게 다를까?
• RQ4 PDR 대비 XDR이 LINERs 내 관측된 [Fe II] 및 [Si II] 방출에 기여하는 비율은 어떻게 되는가?

주요 결과

• [O IV] 25.9 μm 선은 적외선 빛나는 LINERs와 적외선가시성 낮은 LINER스의 90%에서 검출되었으며, 동일한 60 μm 빛나는 정도에서 항성폭풍보다 초과 방출이 관측되어 비항성적 에너지원이 있음을 시사한다.
• [Ne V] 14.3 μm 선은 적외선 빛나는 LINER스의 40%에서 검출되었지만, 적외선가시성 낮은 LINER스에서는 0%에서 검출되어, 이들에서 더 강한 AGN 활동이 있음을 시사한다.
• 적외선 빛나는 LINER스는 항성폭풍보다 [Fe II] 26.0 μm 빛나는 정도가 [Ne II]에 비해 약 50% 높은 반면, 적외선가시성 낮은 LINER스는 약 10배의 초과 방출을 보여, 더 강한 저이온도 선 방출이 있음을 시사한다.
• [Fe II] 26.0 μm / [Si II] 34.8 μm 복사비율은 적외선가시성 낮은 LINER스에서 항성폭풍보다 유의미하게 높아, 이들에 대해 XDR 모델이 PDR 모델보다 더 유리함을 시사한다.
• 적외선 빛나는 LINER스는 중간에서 높은 이온화 파라미터를 가진 AGN와 항성 형성에 의한 PDR 방출이 혼합된 것으로 가장 잘 설명되며, 적외선가시성 낮은 LINER스는 낮은 이온화 파라미터 AGN와 일치하며 XDR 자극과 일치함을 보여준다.
• 자료는 AGN가 적외선 빛나는 LINER스와 적외선가시성 낮은 LINER스 양쪽 모두의 중적외선 방출을 주도하고 있음을 시사하며, 각 집단에서 지배적인 자극 메커니즘이 다름을 보여준다.