[論文レビュー] Radio observations of the CDF-South: a possible link between radio emission and star formation in X-ray selected AGN

E. Rovilos, A. Georgakakis+5 more|ArXiv.org|Feb 15, 2007

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 50被引用数 9

ひとこと要約

本研究は、拡張シャンダリ・ディープ・フィールド・サウス（E-CDFS）の深さのある1.4 GHz電波、X線、多波長データを用いて、X線で選別された活動銀河核（AGN）における電波放射と星形成の関係を調査している。その結果、電波で検出されたX線AGNの最大60％が、中赤外（24 µm）の性質と青い光学的色から星形成に起因する電波放射と整合的であることが判明したが、X線の遮蔽と電波放射との間に顕著な相関は認められず、球対称的な遮蔽を仮定するモデルに反する。

ABSTRACT

We explore the nature of the radio emission of X-ray selected AGN by combining deep radio (1.4GHz; 60micro-Jy) and X-ray data with multiwavelength (optical, mid-infrared) observations in the Extended Chandra Deep Field South (E-CDFS). The fraction of radio detected X-ray sources increases from 9% in the E-CDFS to 14% in the central region of this field, which has deeper X-ray coverage from the 1Ms CDFS. We find evidence that the radio emission of up to 60% of the hard X-ray/radio matched AGN is likely associated with star-formation in the host galaxy. Firstly, the mid-IR (24micron) properties of these sources are consistent with the infrared/radio correlation of starbursts. Secondly, most of them are found in galaxies with blue rest-frame optical colours (U-V), suggesting a young stellar population. On the contrary, X-ray/radio matched AGN which are not detected in the mid-infrared have red U-V colours suggesting their radio emission is associated with AGN activity. We also find no evidence for a population of heavily obscured radio-selected AGN that are not detected in X-rays. Finally, we do no confirm previous claims for a correlation between radio emission and X-ray obscuration. Assuming that the radio continuum measures star-formation, this finding is against models where the dust and gas clouds associated with circumnuclear starbursts are spherically blocking our view to the central engine.

研究の動機と目的

• X線で選別されたAGNにおける電波放射が、主に星形成由来かAGN活動由来かを特定すること。
• 電波および中赤外特性を分析することで、遮蔽されたAGNにおける星形成の役割を評価すること。
• X線遮蔽と電波放射の相関が、AGNの統一モデルで予測されるように存在するかを検証すること。
• X線で選別されたAGNの宿主銀河において、電波放射が星形成の信頼できる指標として機能するかを評価すること。

提案手法

• シャンダリ・ディープ・フィールド・サウスの1 Ms X線データと、60 µJyの感度を持つ1.4 GHz電波データを統合する。
• スパイトル/IRACを用いた中赤外（24 µm）photometryを用いて、星形成に起因するものとAGN加熱によるダストの区別を図る。
• 準フレームU-V光学色を用いて、宿主銀河内の若い星形成集団を特定する。
• 電波-赤外（24 µm）のラディオ・ルミノシティ相関を用いて、AGN支配の電波放射を同定する。
• 水素原子密度（N_H）の分布に対する統計的検定を実施し、X線遮蔽と電波検出との相関を評価する。
• 中赤外対応がある・ない、電波検出あり・なしのサブサンプルを分析して、放射の起源を分離する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 X線で選別されたAGNにおける電波放射は、主に星形成由来か、AGN活動由来か？
• RQ2 X線遮蔽AGN（高いN_Hを有する）は、非遮蔽AGNと比較して電波放射が強化されているか？
• RQ3 中赤外（24 µm）および光学色診断は、電波放射における星形成とAGNの寄与を信頼性高く区別できるか？
• RQ4 1 Ms CDFS露出で検出されないが、電波で明るい、X線で遮蔽されたAGNの集団が顕著に存在するか？
• RQ5 球対称的な遮蔽トーラスを仮定するモデルが予測するように、電波放射とX線遮蔽に相関が認められるか？

主な発見

• 1 Ms CDFS領域中央部ではX線源の電波検出率が14%、広域E-CDFS領域では9%であった。
• 電波で検出されたX線AGNの最大60％が、中赤外および光学色の性質から星形成に起因するものと整合的であり、電波放射が星形成由来である可能性が高いと示唆された。
• 中赤外で検出されないX線/電波マッチドAGNは赤いU-V色を示し、電波放射がAGN駆動である可能性が高いと示された。
• X線遮蔽（N_H）と電波放射との間に顕著な相関は認められず、電波検出あり・なしの源が同じN_H分布に従う確率は79%であった。
• この相関の欠如は、星形成雲の非球対称的分布およびAGN寄与の電波放射によるものであり、球対称的遮蔽を仮定するモデルと矛盾する。
• X線で検出されないが電波で選別された重度の遮蔽AGN集団の強力な証拠は得られず、遮蔽AGNに電波過剰が見られる証拠もなかった。