[論文レビュー] The radio-loud AGN population at z>~1 in the COSMOS field. I. Selection and Spectral Energy Distributions

R. D. Baldi, A. Capetti+2 more|arXiv (Cornell University)|May 7, 2014

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 59被引用数 5

ひとこと要約

本研究は、COSMOS領域の光学・赤外線・FIRSTラジオデータを照合することで、74個の高赤方偏移（z ≳1）のラジオ高輝度活動銀河核（RL AGN）を特定した。SEDモデリングに2SPDコードを用いた結果、サンプルのラジオ発光度は10^31.5〜10^34.3 erg s⁻¹ Hz⁻¹、宿主銀河の星族質量は10^10〜10^11.5 M⊙、多数が古星族（約1〜3 Gyr）を示すが、半数はAGNまたは星形成と関連するUVおよび中赤外（MIR）過剰を示し、ダスト温度は1200 Kまで達する。2000 ÅにおけるUV発光度は10^45.5 erg s⁻¹に達する。

ABSTRACT

We select a sample of radio galaxies at high redshifts (z>~1) in the COSMOS field, by cross-matching optical/infrared images with the FIRST radio data. The aim of this study is to explore the high-z radio-loud (RL) AGN population at much lower luminosities than the classical samples of distant radio sources and similar to those of the local population of radio galaxies. The wide multiwavelength coverage provided by the COSMOS survey allows us to derive their Spectral Energy Distributions (SEDs). The SED modeling with stellar and dust components (with our code 2SPD) returns several important quantities associated with the AGN and host properties. The final sample consists of 74 RL AGN, which extends the sample previously selected by Chiaberge et al. (2009) and studied by Baldi et al. (2013). The resulting photometric redshifts range from z~0.7 to 3. The sample mostly includes compact radio sources, but also 21 FRIIs; the radio power distribution of the sample at 1.4 GHz covers ~10^(31.5)-10^(34.3) \erg\s\Hz. The stellar mass of the hosts ranges ~10^(10)-10^(11.5) M_{sun}. The SEDs are dominated by the contribution from an old stellar population for most of the sources. UV and mid-IR (MIR) excesses are observed for half of the sample. The dust luminosities are in the range L_(dust) ~10^(43)-10^(45.5) erg/s (T ~350-1200 K). UV luminosities at 2000 A ranges ~10^(41.5)-10^(45.5) erg/s. UV emission is significantly correlated with both IR and radio luminosities, the former being the stronger link. However, the origin of UV and dust emission, whether it is produced by the AGN of by star formation, is still unclear. Our results show that this RL AGN population at high redshifts displays a wide variety of properties from possible quasars at the highest luminosities, to low-luminosity old galaxies, similarly to the local FRI-FRII dichotomy.

研究の動機と目的

• COSMOS領域におけるz ≳1の代表的ラジオ高輝度AGNサンプルの特定と特徴化を行い、高赤方偏移ラジオ銀河の発光関数における空白を埋める。
• AGN活動、宿主銀河性質、ラジオ発光度の関係を、AGNフィードバックが銀河進化に重要な役割を果たした宇宙時代において探求する。
• 高赤方偏移RL AGNにおけるUVおよび中赤外過剰の起源を特定し、AGN寄与と星形成寄与を区別する。

提案手法

• COSMOS調査の光学および赤外線光度をFIRST 1.4 GHzラジオデータと照合し、高赤方偏移ラジオ高輝度AGNを同定する。
• 古星族および若星族とダスト放射を含む2SPD SEDモデリング手法を適用し、物理的性質を導出する。
• 多波長SEDフィッティングから得られる光度赤方偏移を用いて、赤方偏移z ∼ 0.7〜3の範囲で源の赤方偏移を制約する。
• ラジオ発光度および画像構造を分析し、低出力（LP）または高出力（HP）に分類し、地上のFR IおよびFR IIラジオ銀河と比較する。
• UVおよび中赤外過剰の起源を、既知のAGNおよび星形成銀河テンプレートと照らし合わせ、発光度、スペクトル指数、ダスト温度を比較して評価する。
• ラジオ、UV、IR発光度の相関関係を評価し、多波長放射の物理的駆動要因を推察する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 COSMOS領域から選別された高赤方偏移（z ≳1）ラジオ高輝度AGNサンプルにおいて、ラジオ発光度、宿主星族質量、赤方偏移の分布はどのようなものか？
• RQ2 これらの高赤方偏移RL AGNにおけるUVおよび中赤外過剰は、AGN寄与と星形成寄与のどちらに起因しているか。ダスト温度はその解釈にどのように寄与するか？
• RQ3 高赤方偏移RL AGNのSED特性は、地上のFR IおよびFR IIラジオ銀河と比較して、星族年齢、ダスト含有量、発光度の面でどのように異なるか？
• RQ4 この高赤方偏移サンプルにおいて、ラジオ発光度とUVまたはIR放射との相関関係は、強さと性質の面でどの程度か？
• RQ5 観測されたSED多様性は、AGN優位性、古星族、星形成の組み合わせで説明可能か。それとも追加の物理的メカニズムが必要か？

主な発見

• 74個のラジオ高輝度AGNから成るサンプルは、COSMOS多波長データとFIRSTラジオカタログの照合により選別され、赤方偏移はz ∼ 0.7〜3の範囲にわたる。
• ラジオ発光度は10^31.5〜10^34.3 erg s⁻¹ Hz⁻¹にわたり、地上のFR I/FR II遷移領域をカバーする。
• 宿主銀河の星族質量は10^10〜10^11.5 M⊙の間で、多くが年齢約1〜3 Gyrの古星族を有する。
• サンプルの半数が顕著なUVおよび／または中赤外過剰を示し、ダスト発光度は10^43〜10^45.5 erg s⁻¹、ダスト温度は350〜1200 Kの範囲にわたる。
• 2000 ÅにおけるUV発光度は10^41.5〜10^45.5 erg s⁻¹の範囲にあり、IRおよびラジオ発光度と強く相関しており、IRとの相関がより強い。
• UVおよびMIR過剰は星形成のみでは説明できないため、特に高出力源でダスト温度が高い場合、AGN駆動のダスト加熱が関与していると示唆される。