[论文解读] A mid infrared study of low-luminosity AGNs with WISE

R. Coziol, J. P. Torres-Papaqui+5 more|arXiv (Cornell University)|May 16, 2014

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 5被引用 4

一句话总结

本研究利用WISE中红外（MIR）测光数据，证明低光度活动星系核（LLAGN）的MIR颜色与渐近巨星分支后星（PAGB）显著不同，这是由于AGN驱动的谱能分布（SED）更为平坦。作者提出一种新的MIR诊断色-色图，可可靠识别LINER和Seyfert 2型星系为真实AGN，确认了光学分类结果，并解决了标准诊断图在某些星系中失效时的分类模糊性。

ABSTRACT

Using data from the Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) we show that the mid infrared (MIR) colors of low-luminosity AGNs (LLAGNs) are significanlty different from those of post-asymptotic giant branch stars (PAGBs). This is due to a difference in spectral energy distribution (SEDs), the LLAGNs showing a flat component due to an AGN. Consistent with this interpretation we show that in a MIR color-color diagram the LINERs and the Seyfert~2s follow a power law with specific colors that allow to distinguish them from each other, and from star forming galaxies, according to their present level of star formation. Based on this result we present a new diagnostic diagram in the MIR that confirms the classification obtained in the optical using standard diagnostic diagrams, clearly identifying LINERs and LLAGNs as genuine AGNs.

研究动机与目标

• 为解决低光度AGN（LLAGN），特别是LINER，被归类为AGN还是PAGB的分类模糊性。
• 检验PAGB假说的有效性，该假说认为LLAGN中的电离气体由炽热的PAGB星驱动，而非AGN。
• 开发一种新的MIR诊断工具，用于在光学诊断图因发射线微弱或缺失而失效的星系中分类AGN活动。
• 利用WISE数据研究LLAGN中MIR颜色、恒星形成水平与AGN主导性之间的关系。

提出的方法

• 利用宽视场红外巡天望远镜（WISE）在3.4、4.6、12和22 μm波段的中红外测光数据，分析LLAGN的MIR颜色。
• 构建以[4.6]−[12]对[12]−[22]为坐标的MIR色-色图，将LLAGN与PAGB、行星状星云（PNe）及星系形成星系（SFGs）进行比较。
• 对LINER和Seyfert 2型星系的颜色序列拟合幂律，量化其MIR SED的斜率，幂律指数α范围为0至−1.5（LINER）和−1至−2（Seyfert 2）。
• 将LLAGN的MIR SED与银河系中PAGB和PNe的MIR SED进行比较，发现大多数PAGB星极为红，与LLAGN的蓝色MIR颜色截然不同。
• 将[4.6]−[12]颜色作为当前恒星形成水平的示踪量，显示其变化与NELG中活动类型的关联性。
• 提出一种新的MIR诊断图，可确认光学分类结果，并识别出标准BPT-VO图不适用时星系中的AGN本质。

实验结果

研究问题

• RQ1 根据AGN与PAGB假说预测，LLAGN的中红外颜色是否与PAGB有显著差异？
• RQ2 中红外色-色图能否基于SED形状可靠地区分LINER和Seyfert 2型星系与星系形成星系及PAGB？
• RQ3 [4.6]−[12] MIR颜色是否对LLAGN中当前的恒星形成水平敏感？
• RQ4 新的MIR诊断图能否解决将LINER归类为AGN或PAGB电离系统的分类模糊性？
• RQ5 LLAGN的MIR SED是否比PAGB更平坦？这对其红外辐射起源有何启示？

主要发现

• LLAGN的MIR颜色显著比PAGB更蓝，其平坦的SED成分由AGN辐射主导；而PAGB表现出陡峭的SED，在MIR波段极为红。
• LINER和Seyfert 2型星系的MIR颜色序列符合幂律，其谱指数α范围为0至−1.5（LINER）和−1至−2（Seyfert 2），表明尘埃加热主要由AGN贡献。
• [4.6]−[12]颜色在NELG中系统性变化，并与当前恒星形成水平相关，表明其可追踪正在进行的恒星形成。
• 银河系中仅有极少数PAGB星的MIR颜色与LLAGN相似；大多数PAGB星过红，与LLAGN电离机制的PAGB假说相矛盾。
• 新的MIR诊断图成功确认了LINER和LLAGN的AGN本质，消除了在光学诊断图失效时的分类模糊性。
• 本研究结论认为，LINER及其他LLAGN为真实AGN，可能为演化或‘垂死’类星体，且PAGB假说与观测到的MIR颜色不一致。