[논문 리뷰] Some Comments related to AGN Radio Loudness

Ari Laor|arXiv (Cornell University)|2003. 12. 16.

Astrophysical Phenomena and Observations인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 FIRST 설문조사를 통해 관측된 AGN의 방사선 뚜렷함에서의 이중성 부재는 실제로 이중성이 없기 때문이 아니라, 확장된 방사선 방출에 대한 민감도가 낮기 때문이라고 주장한다. 총(확장된) 방사선 빛의 세기( luminosity )를 사용할 경우 이중성이 나타나며, 빛의 세기에 따라 변화하는 방사선 뚜렷함 기준선(R ∝ L⁻⁰·⁵)이 저질량 블랙홀 AGN에서 관측된 모순을 해결함으로써, 정의가 올바르게 이루어졌을 때 M_BH ≈ 10⁸ M☉ 이하의 진정한 라디오 뚜렷한 AGN는 존재하지 않음을 시사한다.

ABSTRACT

The bimodality of the AGN radio loudness distribution, and the relation of radio loudness and black hole mass were recently disputed. A closer look at the existing data suggests possible resolutions of these disputes, as further described below.

연구 동기 및 목표

• FIRST 설문조사에서의 라디오 뚜렷함 이중성 부재와 이전 연구에서 관측된 명백한 이중분포 사이의 모순을 해소하기 위해.
• 특히 저질량 블랙홀 AGN에서의 라디오 뚜렷함과 블랙홀 질량(M_BH) 간의 논란이 있는 관계를 다루기 위해.
• 저광도에서 AGN를 올바르게 분류하기 위해 빛의 세기에 따라 변화하는 라디오 뚜렷함 기준선(R ∝ L⁻⁰·⁵)이 필수적임을 보여주기 위해.
• 라디오 뚜렷한 AGN에서 강한 NLR 성분을 가진 경우 흔히 발생하는 M_BH 추정의 체계적 오류—특히 잘못된 Hβ 선 폭 할당—를 규명하기 위해.
• 핵심(비틀림된)과 확장된(등방성) 라디오 방출을 구분함으로써 라디오 뚜렷함의 물리적 기초를 재평가하기 위해.

제안 방법

• 409개의 AGN로 구성된 Xu 등(1999)의 샘플을 분석하여 총 5GHz 빛의 세기(L_5GHz)와 [O III] 빛의 세기(L_[OIII])를 비교함으로써 전체 라디오 방출에서의 이중성 여부를 평가함.
• 동일한 샘플에서의 핵심 전용 5GHz 빛의 세기와 비교함으로써 핵심 복사량에서의 이중성 부재를 보여주며, 이는 FIRST 설문조사 결과를 설명함.
• Xu 등(1999)의 데이터로부터 유도된 빛의 세기에 따라 변화하는 라디오 뚜렷함 기준선 R ∝ L⁻⁰·⁵을 적용하여 고정된 R = 10 기준선을 대체함.
• NLR Hβ 방출에 의한 오염과 비틀림 효과로 인해 오류가 발생하는 저질량 블랙홀 라디오 뚜렷한 AGN의 공개된 M_BH 추정치를 재평가함.
• 콤팩트하고 평탄한 스펙트럼을 가진 라디오 소스에서 M_BH–은하핵 빛의 세기 관계를 독립적인 검증 수 Mittel로 사용함.
• L_5GHz 대 L_[OIII] 평면에서 은하형태를 분석하여 은하형태가 라디오 뚜렷함과 이중성과 관련이 있는지 테스트함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 FIRST 설문조사에서 라디오 뚜렷함 이중성이 명백히 드러나지 않는 이유는 무엇인가, 비록 이전 설문조사에서는 명백한 이중분포가 관측되었음에도 불구하고?
• RQ2 라디오 뚜렷함의 이중분포는 진정한 물리적 특성인가, 아니면 설문조사 민감도와 방출 유형(핵심 대 확장)에 의한 산물인가?
• RQ3 저질량 블랙홀 라디오 뚜렷한 AGN로 보고된 것은 진정으로 라디오 뚜렷한가, 아니면 M_BH 추정 오류나 빛의 세기에 따라 변화하는 기준선 오류로 잘못 분류된 것인가?
• RQ4 라디오 뚜렷함 매개변수 R은 빛의 세기에 따라 일정한가, 아니면 올바르게 AGN를 분류하기 위해 빛의 세기에 따라 변화해야 하는가?
• RQ5 NLR 오염과 상대론적 비틀림 효과가, 특히 콤팩트하고 평탄한 스펙트럼 소스에서 M_BH 추정치를 어느 정도 편향시키는가?

주요 결과

• 라디오 뚜렷함 이중성은 핵심 전용 복사량이 아니라 총(확장된) 라디오 빛의 세기를 사용할 때만 나타나며, 이는 FIRST 설문조사에서 이중성이 관측되지 않는 이유를 설명한다.
• Xu 등(1999)의 데이터는 라디오 뚜렷한와 라디오 조용한 AGN 사이의 경계선이 L_5GHz ∝ L_[OIII]^0·⁵임을 보여주며, 이는 R ∝ L⁻⁰·⁵임을 의미하며 고정된 R = 10이 아니라는 것을 시사한다.
• 저광도에서(예: M_B ≈ -16), 진정으로 라디오 뚜렷한와 라디오 조용한 AGN를 구분하기 위해 R ≈ 1000이 R = 10보다 더 적절한 기준선임을 보여준다.
• 많은 저질량 블랙홀 라디오 뚜렷한 AGN는 잘못 분류된 경우가 많다: 그들의 M_BH 추정치는 NLR에 의한 Hβ 선 오염으로 오류가 있으며, 또는 본질적으로 낮은 라디오 강도를 가진 비틀림된 소스일 수 있다.
• 적절한 빛의 세기에 따라 변화하는 R 기준선과 보정된 M_BH 추정치를 사용할 경우, M_BH ≈ 10⁸ M☉ 이하에서 뚜렷한 라디오 뚜렷한 AGN는 진정으로 존재하지 않는다.
• 은하핵 형태는 라디오 뚜렷함과 관련이 있다: 라디오 뚜렷한 AGN는 오직 타원은하와 S0 은하에서만 발견되며, 라디오 조용한 브랜치와 관련된 나선은하는 오직 라디오 조용한 AGN와 관련되어 있다.