[论文解读] The nature and origin of Narrow Line AGN activity in a sample of isolated SDSS galaxies

R. Coziol, J. P. Torres-Papaqui+5 more|arXiv (Cornell University)|Aug 2, 2011

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 5被引用 13

一句话总结

本研究调查了来自SDSS的292个孤立旋涡星系中窄线活动星系核（NLAGNs）的性质与起源。研究发现，NLAGNs与过渡天体（TOs）占样本的64%，且活动星系核活动与星系核球质量、形态及引力束缚能之间存在强烈关联，表明活动星系核活动与星系形成过程密切相关，NLAGNs很可能是功率降低的类星体和宽线AGN的版本。

ABSTRACT

We discuss the nature and origin of the nuclear activity observed in a sample of 292 SDSS narrow-emission-line galaxies, considered to have formed and evolved in isolation. All these galaxies are spiral like and show some kind of nuclear activity. The fraction of Narrow Line AGNs (NLAGNs) and Transition type Objects (TOs; a NLAGN with circumnuclear star formation) is relatively high, amounting to 64% of the galaxies. There is a definite trend for the NLAGNs to appear in early-type spirals, while the star forming galaxies and TOs are found in later-type spirals. We verify that the probability for a galaxy to show an AGN characteristic increases with the bulge mass of the galaxy (Torre-Papaqui et al. 2011), and find evidence that this trend is really a by-product of the morphology, suggesting that the AGN phenomenon is intimately connected with the formation process of the galaxies. Consistent with this interpretation, we establish a strong connection between the astration rate--the efficiency with which the gas is transformed into stars--the AGN phenomenon, and the gravitational binding energy of the galaxies: the higher the binding energy, the higher the astration rate and the higher the probability to find an AGN. The NLAGNs in our sample are consistent with scaled-down or powered-down versions of quasars and Broad Line AGNs.

研究动机与目标

• 理解孤立旋涡星系中具有窄发射线的核活动的性质与起源。
• 确定NLAGNs与过渡天体（TOs）是否在特定形态类型或环境中更为普遍。
• 研究孤立系统中AGN活动、核球质量与星系形成过程之间的关联。
• 评估NLAGNs是否为类星体和宽线AGN的缩小版或功率降低版。
• 探讨恒星形成效率（星暴率）、束缚能与气体金属丰度在AGN发生中的作用。

提出的方法

• 从SDSS中选取292个具有窄发射线的孤立旋涡星系，确保环境影响最小。
• 使用诊断发射线图（如BPT图）将核活动分类为NLAGN、TO或星暴星系。
• 将AGN存在性与核球质量、形态类型（早型与晚型旋涡星系）及引力束缚能相关联。
• 通过分析恒星群体性质（如年龄、金属丰度、氮元素过量）推断恒星形成效率（星暴率）。
• 通过黑洞质量、吸积率与金属丰度关系，将NLAGN特性与类星体和宽线AGN进行比较。
• 应用CLOUDY模型并结合Shemmer等人（2004年）的数据，检验NLAGN行为是否符合标准AGN标度关系。

实验结果

研究问题

• RQ1 在孤立旋涡星系样本中，NLAGNs与过渡天体（TOs）的普遍性如何？
• RQ2 星系的形态类型与NLAGN或TO活动的存在之间有何关联？
• RQ3 AGN活动在多大程度上与核球质量和引力束缚能相关？
• RQ4 NLAGNs更应被描述为缩小版（黑洞质量较低）还是功率降低版（吸积率较低）的类星体与宽线AGN？
• RQ5 NLAGNs中的星暴率、金属丰度与吸积率与类星体和宽线AGN相比如何？

主要发现

• 样本中64%的孤立旋涡星系被分类为NLAGNs或过渡天体（TOs），表明核活动具有高度普遍性。
• NLAGNs主要存在于早型旋涡星系（Sa–Sb）中，而星暴星系与TOs在晚型旋涡星系（Sc–Sd）中更为常见。
• AGN活动的概率随核球质量增加而上升，且该趋势与星系形态密切相关，表明与星系形成过程存在关联。
• 与星暴星系相比，NLAGNs表现出更高的引力束缚能与更高的恒星形成效率（星暴率），表明气体向恒星的转化更高效。
• NLAGNs与类星体和宽线AGN的功率降低版本一致，黑洞质量与BLAGNs相当，但吸积率仅为爱丁顿极限的约1%。
• NLAGNs遵循与类星体和BLAGNs相同的金属丰度–吸积率关系，支持其与缩小版或功率降低版AGN状态的相似性。