[论文解读] Herschel FIR counterparts of selected Ly-alpha emitters at z~2.2. Fast evolution since z~3 or missed obscured AGNs?

Á. Bongiovanni, I. Oteo+59 more|arXiv (Cornell University)|Aug 10, 2010

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 1被引用 13

一句话总结

本研究利用赫歇尔/PACS数据，识别出红移z ~ 2.2处莱曼-Alpha发射体（LAEs）的亚毫米波（FIR）对应体，发现约75%的源为遮蔽的AGN或复合系统。结果表明，从z ~ 3到z ~ 2.2期间，AGN比例发生快速演化，挑战了以往认为LAE群体主要由年轻、未遮蔽的恒星形成星系构成的假设。

ABSTRACT

Ly-alpha emitters (LAEs) are seen everywhere in the redshift domain from local to z~7. Far-infrared (FIR) counterparts of LAEs at different epochs could provide direct clues on dust content, extinction, and spectral energy distribution (SED) for these galaxies. We search for FIR counterparts of LAEs that are optically detected in the GOODS-North field at redshift z~2.2 using data from the Herschel Space Telescope with the Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS). The LAE candidates were isolated via color-magnitude diagram using the medium-band photometry from the ALHAMBRA Survey, ancillary data on GOODS-North, and stellar population models. According to the fitting of these spectral synthesis models and FIR/optical diagnostics, most of them seem to be obscured galaxies whose spectra are AGN-dominated. From the analysis of the optical data, we have observed a fraction of AGN or composite over source total number of ~0.75 in the LAE population at z~2.2, which is marginally consistent with the fraction previously observed at z=2.25 and even at low redshift (0.2

研究动机与目标

• 利用赫歇尔/PACS数据，识别并表征红移z ~ 2.2处莱曼-Alpha发射体（LAEs）的FIR对应体。
• 研究高红移LAE的尘埃含量、消光及光谱能量分布（SED）。
• 确定在z ~ 2.2观测到的高AGN比例是否反映从z ~ 3到z ~ 2.2的快速演化，或因缺乏深度FIR数据导致的选择偏差。
• 评估由于FIR深度不足，此前LAE样本中是否遗漏了遮蔽AGN。
• 评估尘埃再辐射与AGN活动在中间红移处LAE性质形成中的作用。

提出的方法

• 通过ALHAMBRA巡天和辅助GOODS-North数据的中波段测光，利用颜色-星等图识别LAE候选体。
• 应用星族合成模型及FIR/光学诊断方法，对LAE SED进行分类并推断AGN贡献。
• 利用赫歇尔/PACS测光在70、100和160 μm波段检测FIR辐射，识别出可靠的FIR对应体。
• 通过对比Nilsson等（2009）、Gronwall等（2007）和Ouchi等（2008）的数据，评估红移间AGN比例的演化。
• 利用R-Ks颜色和24 μm/R波段流量比评估消光程度，应用Fiore等（2008）提出的标准。
• 分析ALHAMBRA伪光谱以检测CIV λ1549发射线，支持具有高莱曼-Alpha等效宽度的源中存在AGN。

实验结果

研究问题

• RQ1 z ~ 2.2处LAE的FIR对应体性质如何？它们揭示了关于尘埃与AGN含量的哪些信息？
• RQ2 LAE中AGN比例从z ~ 3到z ~ 2.2如何演化？这对星系演化模型有何启示？
• RQ3 由于FIR深度不足，此前LAE样本中遮蔽AGN被遗漏的程度有多大？
• RQ4 观测到的z ~ 2.2处LAE是否与年轻、低质量的恒星形成星系一致，还是显示出尘埃与核活动的迹象？
• RQ5 共振散射与尘埃消光在塑造观测到的莱曼-Alpha光度与等效宽度分布中起何种作用？

主要发现

• 在z ~ 2.2处检测到三个可靠的FIR（PACS）对应体，证实高红移LAE中可探测到尘埃辐射。
• 在z ~ 2.2处LAE样本中，AGN占总能量的比例约为0.75，显著高于z ~ 3.1处观测到的约0.05的水平。
• 从z ~ 3到z ~ 2.2，AGN比例增加了2.5至15倍，表明LAE群体演化迅速。
• 高AGN比例与此前z ~ 2–3 LAE样本中因缺乏深度FIR数据而未检测到遮蔽AGN的结论一致。
• 30–110 μm（本征系）的FIR辐射可能源于被AGN或星暴加热的尘埃，表明存在温暖尘埃组分。
• R-Ks颜色与24 μm/R波段流量比表明，许多源含有中等至高度遮蔽的AGN，支持遮蔽AGN的解释。