[论文解读] HerMES: SPIRE/Sub-millimetre Emission from Radio Selected AGN

N. Seymour, M. Symeonidis+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 22, 2010

Astronomy and Astrophysical Research被引用 23

一句话总结

本研究利用赫歇尔/SPIRE、斯皮itzer/IRAC 和 MIPS 数据，分析赫梅斯巡天中射电噪 AGN 的远红外辐射，以推导不同红移下的恒星形成率（SFR）。结果发现，SFR 随红移按 ∼(1+z)^4.2±0.8 强烈增加，与射电光度无关，并估算出在高红移星暴星系中，射电噪 AGN 的持续时间比例为 0.1–0.5%。

ABSTRACT

We examine the rest-frame far-infrared emission from powerful radio sources with 1.4GHz luminosity densities of 25<=log(L_1.4/WHz^-1)<=26.5 in the extragalactic Spitzer First Look Survey field. We combine Herschel/SPIRE flux densities with Spitzer/IRAC and MIPS infrared data to obtain total (8-1000um) infrared luminosities for these radio sources. We separate our sources into a moderate, 0.4

研究动机与目标

• 测量不同红移下射电噪 AGN 的远红外（FIR）辐射，并推断其恒星形成率（SFR）。
• 评估赫梅斯场中射电选源样本的完整性，并校正选择效应。
• 确定射电噪 AGN 的 SFR 是否与射电光度相关，或随红移演化。
• 估算射电噪 AGN 对高红移宇宙总恒星形成率密度的贡献。
• 推断射电噪 AGN 相对于明亮星暴星系（LIRGs/ULIRGs）的持续时间比例。

提出的方法

• 结合赫歇尔/SPIRE 与斯皮itzer/IRAC 及 MIPS 数据，推导 1.4 GHz 高光度 AGN 的总红外光度（8–1000 μm）。
• 将样本划分为中等红移（0.4 < z < 0.9）和高红移（1.2 < z < 3.0）两组，进行对比分析。
• 利用 SKA 模拟天空估计样本完整性：中等红移样本为 100%，高红移样本为 14%。
• 采用 S-cubed SED 拟合方法分离 AGN 与星暴星系组分，假设二者为独立群体。
• 基于标准 SFR–LIR 校准（如 Kennicutt 1998）从总红外光度计算 SFR。
• 通过比较此类 AGN 对高红移总 SFR 密度的贡献，估算射电噪 AGN 的持续时间比例。

实验结果

研究问题

• RQ1 射电噪 AGN 的恒星形成率（SFR）如何随宇宙时间（红移）演化？
• RQ2 在中等和高红移下，射电噪 AGN 的 SFR 是否与射电光度相关？
• RQ3 在 z ≈ 2 时，射电噪 AGN 主星系对总宇宙 SFR 密度的贡献比例是多少？
• RQ4 在明亮星暴星系（LIRGs/ULIRGs）中，射电噪 AGN 阶段的隐含持续时间比例是多少？
• RQ5 高 SFR 与射电噪 AGN 同时存在的现象，是否表明反馈作用、偶然共存，或存在因果联系？

主要发现

• 本地射电噪 AGN（z < 0.1）的平均 SFR 为 3.4–4.2 M☉ yr⁻¹，中等红移（0.4 < z < 0.9）时增至 18–41 M☉ yr⁻¹，高红移（1.2 < z < 3.0）时达 80–581 M☉ yr⁻¹。
• SFR 演化符合强烈的幂律依赖关系 ∼(1+z)^4.2±0.8，表明其随红移快速增加。
• 在中等或高红移子样本中，SFR 与射电光度之间未发现显著相关性。
• 高红移射电噪 AGN 主星系对 z ≈ 2 时总 SFR 密度的贡献为 0.1–0.5%。
• 若假设所有 LIRGs 和 ULIRGs 均经历射电噪 AGN 阶段，则推算出的持续时间比例为 0.001–0.005，意味着每 2–10 Gyr 出现一次射电噪相位。
• 许多高红移源中高 SFR 与射电噪 AGN 活动共存，提示可能存在因果联系或频繁的同步触发，但本研究尚无法约束反馈机制。