[論文レビュー] Herschel FIR counterparts of selected Ly-alpha emitters at z~2.2. Fast evolution since z~3 or missed obscured AGNs?

Á. Bongiovanni, I. Oteo+59 more|arXiv (Cornell University)|Aug 10, 2010

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 1被引用数 13

ひとこと要約

本研究は、Herschel/PACSデータを用いて、z ~ 2.2におけるリプマンα発光体（LAEs）の遠赤外線（FIR）対応体を同定し、遮蔽されたAGNまたはコンposite系の割合が非常に高い（約75％）ことを明らかにした。結果から、z ~ 3からz ~ 2.2にかけてAGN割合が急速に変化していることが示唆され、LAE集団が主に若年で遮蔽のない星形成銀河であるという従来の仮定に疑問を呈するものである。

ABSTRACT

Ly-alpha emitters (LAEs) are seen everywhere in the redshift domain from local to z~7. Far-infrared (FIR) counterparts of LAEs at different epochs could provide direct clues on dust content, extinction, and spectral energy distribution (SED) for these galaxies. We search for FIR counterparts of LAEs that are optically detected in the GOODS-North field at redshift z~2.2 using data from the Herschel Space Telescope with the Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS). The LAE candidates were isolated via color-magnitude diagram using the medium-band photometry from the ALHAMBRA Survey, ancillary data on GOODS-North, and stellar population models. According to the fitting of these spectral synthesis models and FIR/optical diagnostics, most of them seem to be obscured galaxies whose spectra are AGN-dominated. From the analysis of the optical data, we have observed a fraction of AGN or composite over source total number of ~0.75 in the LAE population at z~2.2, which is marginally consistent with the fraction previously observed at z=2.25 and even at low redshift (0.2

研究の動機と目的

• Herschel/PACSデータを用いて、z ~ 2.2におけるリプマンα発光体（LAEs）のFIR対応体を同定・特徴付けること。
• 高赤方偏移LAEのダスト含有量、減光およびスペクトルエネルギー分布（SED）を調査すること。
• z ~ 2.2で観測された高いAGN割合が、z ~ 3からz ~ 2.2への急速な進化を反映しているのか、それともFIRデータの深さ不足による選択バイアスなのかを特定すること。
• 過去のLAEサンプルで遮蔽されたAGNが、FIR感度の不足により見逃されている可能性を評価すること。
• ダスト再放射とAGN活動が中赤方偏移におけるLAE特性をどのように規定しているかを評価すること。

提案手法

• ALHAMBRA調査および補助的なGOODS-Northデータの帯域幅中間フィルタ Photometry を用いて、色-等級図によるLAE候補の同定。
• 星族合成モデルおよびFIR/光学診断法を適用し、LAEのSED分類とAGN寄与の推定。
• Herschel/PACS Photometry を用いて70、100、160 μmでのFIR放射を検出し、信頼性の高いFIR対応体を同定。
• Nilssonら（2009）、Gronwall ら（2007）、Ouchi ら（2008）のデータを用いて赤方偏移間でのAGN割合を比較し、進化の程度を評価。
• Fiore ら（2008）の基準を適用し、R-Ks色および24 μm/Rバンドフラックス比を用いて遮蔽度を評価。
• ALHAMBRA疑似スペクトルの分析によりCIV λ1549発光を検出し、高リプマンα等価幅を持つ源におけるAGN存在を裏付ける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 z ~ 2.2におけるLAEのFIR対応体の性質は何か？ それらはダストおよびAGN含有量について何を明らかにするか？
• RQ2 z ~ 3からz ~ 2.2にかけてLAEにおけるAGN割合はどのように変化し、銀河進化モデルにどのような含意をもたらすか？
• RQ3 FIR深さ不足のため、過去のLAEサンプルで遮蔽されたAGNがどれほど見逃されているか？
• RQ4 z ~ 2.2で観測されたLAEは、若年で低質量の星形成銀河として一貫しているのか、それともダストおよび核活動の兆候を示しているのか？
• RQ5 共鳴散乱とダスト減光が、観測されたリプマンα光度および等価幅分布をどのように規定しているか？

主な発見

• z ~ 2.2で3つの信頼性の高いFIR（PACS）対応体が検出され、高赤方偏移におけるLAEでもダスト放射を観測可能であることが確認された。
• z ~ 2.2におけるLAEサンプルのAGN対全体割合は約0.75であり、z ~ 3.1で観測された約0.05の割合よりも顕著に高い。
• z ~ 3からz ~ 2.2にかけてAGN割合は2.5から15倍に増加しており、LAE集団における急速な進化を示唆している。
• 高いAGN割合は、過去のz ~ 2–3のLAEサンプルでFIRデータの深さ不足により遮蔽されたAGNが検出されなかったことと整合的である。
• 30–110 μm（静止系）におけるFIR放射は、AGNまたはスターバーストに加熱されたダストによるものであり、温かいダスト成分を示している。
• R-Ks色および24 μm/Rバンドフラックス比から、多くの源が中程度から高レベルの遮蔽を受けるAGNを有していることが示され、遮蔽されたAGN状況を支持する。