[论文解读] Bars in Starbursts and AGNs -- A Quantitative Reexamination

Lei Hao, Shardha Jogee+3 more|ArXiv.org|Oct 20, 2009

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用 3

一句话总结

本研究利用一个大规模且一致的2,000个SDSS盘星系样本，重新评估了星系棒与核活动之间的关联。研究发现，活动星系核（AGNs）和星暴星系的光学棒分数分别为47%和50%，显著高于非活动星系的29%，表明星系棒驱动气体向内流动以供给中心活动，但棒的存在与AGN激发之间并无超出此机制的直接关联。

ABSTRACT

Galactic bars are the most important driver of secular evolution in galaxies. They can efficiently drive gas into the central kiloparsec of galaxies, thus feed circumnuclear starbursts, and possibly help to fuel AGN. The connection between bars and AGN activities has been actively debated in the past two decades. Previous work used fairly small samples and often lacked a proper control sample. They reported conflicting results on the correlation between bars and AGN activity. Here we revisit the bar-AGN and bar-starburst connections using the analysis of bars in a large sample of about 2000 SDSS disk galaxies (Barazza, Jogee, & Marinova 2008). We find that AGN and star-forming galaxies have similar optical bar fractions, 47% and 50%, respectively. Both bar fractions are higher than that in inactive galaxies (29%). We discuss the implications of the study on the relationship between host galaxies and their central activities.

研究动机与目标

• 通过使用更大、更一致的样本，解决先前关于星系棒与AGN活动之间关联的矛盾结果。
• 解决以往研究的局限性，包括样本量小、棒识别方法不一致以及对照样本不匹配的问题。
• 通过一致的光谱和形态分类，调查棒在AGNs中是否相对于非活动星系或星暴星系更为突出。
• 检验AGN活动是否导致棒的减弱或形态畸变，以验证关于棒稳定性的理论预测。
• 量化棒在驱动气体向内千秒差距区域流动方面的作用，从而为环核星暴和潜在AGN供能提供支持。

提出的方法

• 利用SDSS（0.01 < z < 0.03）中的1,144个中等倾角盘星系样本，通过蓝色颜色和结构分析进行选择。
• 应用椭圆拟合方法识别并表征光学图像中的棒，确保所有星系的形态分类一致。
• 使用SDSS光谱（3''孔径，606–1,780 pc）将星系分类为光谱类型：非活动（EW(Hα) < 3 Å）、星暴星系和AGN（光谱类型4–6）。
• 通过应用Hao等（2005）提出的一致线测量和恒星吸收减除技术，确保光谱分类的一致性。
• 在控制红移、倾角和宿主星系属性的前提下，比较不同光谱类型中的棒分数。
• 分析棒的椭圆度作为棒强度的代理，检验AGN宿主中棒是否出现减弱。

实验结果

研究问题

• RQ1 在使用大规模、一致样本时，AGN宿主中是否存在统计上显著的棒过剩，相较于非活动星系？
• RQ2 星暴星系中的棒分数与AGN和非活动星系相比如何？
• RQ3 AGN的存在是否会导致主棒的可观察减弱或形态畸变？
• RQ4 棒在多大程度上驱动气体向内流动，以供应该区域的星暴和AGN活动？
• RQ5 先前研究中不一致的光谱分类和小样本量如何影响棒-AGN关联结论的可靠性？

主要发现

• AGN中的光学棒分数为47%，与星暴星系中50%的棒分数在统计上无显著差异。
• 非活动星系中的棒分数显著较低，为29%，表明活跃星系和星暴星系中均存在明显的棒过剩。
• 没有证据表明AGN活动会削弱棒，因为不同光谱类型中棒的平均椭圆度保持恒定。
• 棒未出现减弱的现象支持理论模型，表明超大质量黑洞不会显著破坏棒结构。
• 结果表明，棒能有效驱动气体向内千秒差距区域流动，为星暴供能，也可能促成AGN供能，但进一步向内输送可能需要其他次级机制。
• 本研究的一致方法和大样本量有助于解决文献中先前存在的矛盾，这些矛盾很可能是由于分类不一致和样本量小所致。