[논문 리뷰] Inter-comparison of Radio-Loudness Criteria for Type 1 AGNs in the XMM-COSMOS Survey

Heng Hao, M. Sargent외 22명|arXiv (Cornell University)|2014. 08. 05.

Radio Astronomy Observations and Technology참고 문헌 1인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 407개의 XMM-COSMOS 유형 1 AGN에서 9개의 전파 띠우기 기준을 평가하여, 휴면 기준을 사용할 경우 전파 띠우기 비율이 ≤5%로 낮음을 발견하였으며, P5GHz 기준이 가장 낮은 비율(≤2%)을 보였다. 관측 기준을 사용할 경우 k보정 없이 사용하면 전파 띠우기 비율이 과대평가되며, 이는 X선으로 선택된 샘플에서 전파 띠우기 정의를 신중히 선택할 필요성을 강조한다.

ABSTRACT

Limited studies have been performed on the radio-loud fraction in X-ray selected type 1 AGN samples. The consistency between various radio-loudness definitions also needs to be checked. We measure the radio-loudness of the 407 type 1 AGNs in the XMM-COSMOS quasar sample using nine criteria from the literature (six defined in the rest-frame and three defined in the observed frame): $R_L=\log(L_{5GHz}/L_B)$, $q_{24}=\log(L_{24μm}/L_{1.4GHz})$, $R_{uv}=\log(L_{5GHz}/L_{2500Å})$, $R_{i}=\log(L_{1.4GHz}/L_i)$, $R_X=\log(νL_ν(5GHz)/L_X)$, $P_{5GHz}=\log(P_{5GHz}(W/Hz/Sr))$, $R_{L,obs}=\log(f_{1.4GHz}/f_B)$ (observed frame), $R_{i,obs}=\log(f_{1.4GHz}/f_i)$ (observed frame), and $q_{24, obs}=\log(f_{24μm}/f_{1.4GHz})$ (observed frame). Using any single criterion defined in the rest-frame, we find a low radio-loud fraction of $\lesssim 5\%$ in the XMM-COSMOS type 1 AGN sample, except for $R_{uv}$. Requiring that any two criteria agree reduces the radio-loud fraction to $\lesssim 2\%$ for about 3/4 of the cases. The low radio-loud fraction cannot be simply explained by the contribution of the host galaxy luminosity and reddening. The $P_{5GHz}=\log(P_{5GHz}(W/Hz/Sr))$ gives the smallest radio-loud fraction. Two of the three radio-loud fractions from the criteria defined in the observed frame without k-correction ($R_{L,obs}$ and $R_{i,obs}$) are much larger than the radio-loud fractions from other criteria.

연구 동기 및 목표

• X선으로 선택된 샘플에서 전파 띠우기( RL ) AGN를 정의하는 데 사용되는 9가지 다른 전파 띠우기 기준의 일관성을 평가하는 것.
• 다양한 기준, 특히 휴면 기준 대비 관측 기준 정의를 사용하여 XMM-COSMOS 유형 1 AGN 샘플의 전파 띠우기 비율을 결정하는 것.
• X선으로 선택된 AGN에서 관찰된 낮은 RL 비율이 선택 효과, 주변 은하수 오염, 또는 본질적 성질 때문인지 조사하는 것.
• k보정과 주변 은하수 기여가 유도된 RL 비율에 미치는 영향을 평가하는 것.
• RL AGN를 식별하는 데 있어 빛의 세기 기반과 빛의 강도 기반 전파 띠우기 기준의 성능을 비교하는 것.

제안 방법

• 9개의 기준을 사용하여 전파 띠우기 정도를 측정: 휴면 기준 6개(예: RL = log(L5GHz/LB), RX = log(νLν(5GHz)/LX)) 및 관측 기준 3개(예: RL,obs = log(f1.4GHz/fB)).
• 휴면 기준의 일관성을 확보하기 위해 관측 기준에서의 복사 세기를 휴면 기준의 빛의 세기로 변환하기 위해 k보정을 적용.
• 적색이동 0.1 ≤ z ≤ 4.3이며 라디오에서 X선까지의 다중 파장 광도 측정 자료를 가진 XMM-COSMOS 유형 1 AGN 총 407개의 샘플을 사용.
• Eddington 비율(L/L_Edd)과 X선 복사 세기(νLν(2keV))를 계산하여 전파 띠우기 정도와의 상관관계를 시험.
• 주변 은하수 제거 및 적색화 보정을 적용하여 이들이 유도된 RL 비율에 미치는 영향을 평가.
• 기준 간 일치도를 평가하기 위해 다수의 기준이 동시에 일치하는 경우를 요구하여 모호성을 줄이는 방식을 사용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다양한 전파 띠우기 기준을 사용할 경우 XMM-COSMOS 유형 1 AGN 샘플의 전파 띠우기 비율은 얼마인가?
• RQ2 휴면 기준으로 정의된 전파 띠우기 기준과 k보정 없이 관측 기준으로 정의된 기준 간의 비교는 어떻게 되는가?
• RQ3 주변 은하수 빛의 세기와 적색화가 유도된 전파 띠우기 비율에 어느 정도의 영향을 미치는가?
• RQ4 이 샘플에서 전파 띠우기 정도와 Eddington 비율, 절대 B밴드 magnitude, 또는 X선 복사 세기 사이에 상관관계가 있는가?
• RQ5 다양한 기준 간 일치를 요구할 경우 최종 전파 띠우기 비율 추정치에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 모든 단일 휴면 기준을 사용할 경우 XMM-COSMOS 유형 1 AGN 샘플의 전파 띠우기 비율은 ≤5%이며, P5GHz 기준에서 가장 낮은 비율(≤2%)을 기록한다.
• P5GHz 기준은 전파원의 전력(P5GHz = log(P5GHz in W/Hz/Sr))에 기반하여, 가장 엄격하고 낮은 전파 띠우기 비율을 제공한다.
• k보정 없이 사용된 두 개의 관측 기준(RL,obs 및 Ri,obs)은 유의미하게 높은 전파 띠우기 비율을 보였지만, 적색이동 분포를 고려하면 과대평가됨이 확인되었다.
• 여러 기준이 동시에 일치하는 조건을 적용할 경우, 약 75%의 경우 전파 띠우기 비율은 ≤2%로 떨어지며, 이는 휴면 기준 간 강한 일관성을 시사한다.
• 주변 은하수 제거 및 적색화 보정을 포함한 결과 전파 띠우기 비율은 6.08%+3.18%−1.75%로 증가했지만, 여전히 광학으로 선택된 샘플의 일반적인 10% 이하이다.
• 이 샘플에서 전파 띠우기 정도와 B밴드 절대 magnitude, Eddington 비율, 또는 X선 복사 세기 사이에 유의미한 상관관계는 발견되지 않았다.