[论文解读] Radio-loud AGN in the first LoTSS data release: The lifetimes and environmental impact of jet-driven sources

M. J. Hardcastle, W. L. Williams+21 more|UvA-DARE (University of Amsterdam)|Nov 19, 2018

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 119被引用 49

一句话总结

论文从 LoTSS DR1 构建了一个大型 RLAGN 样本，研究 RLAGN 寿命、喷射功率及其对环境的影响，发现局部 RLAGN 能抵消小组/团簇中的 X 射线冷却，且巨型/LERG 异常源代表族群的旧尾部。

ABSTRACT

We constructed a sample of 23,344 radio-loud active galactic nuclei (RLAGN) from the catalogue derived from the LOFAR Two-Metre Sky Survey (LoTSS) survey of the HETDEX Spring field. Although separating AGN from star-forming galaxies remains challenging, the combination of spectroscopic and photometric techniques we used gives us one of the largest available samples of candidate RLAGN. We used the sample, combined with recently developed analytical models, to investigate the lifetime distribution of RLAGN. We show that large or giant powerful RLAGN are probably the old tail of the general RLAGN population, but that the low-luminosity RLAGN candidates in our sample, many of which have sizes $<100$ kpc, either require a very different lifetime distribution or have different jet physics from the more powerful objects. We then used analytical models to develop a method of estimating jet kinetic powers for our candidate objects and constructed a jet kinetic luminosity function based on these estimates. These values can be compared to observational quantities, such as the integrated radiative luminosity of groups and clusters, and to the predictions from models of RLAGN feedback in galaxy formation and evolution. In particular, we show that RLAGN in the local Universe are able to supply all the energy required per comoving unit volume to counterbalance X-ray radiative losses from groups and clusters and thus prevent the hot gas from cooling. Our computation of the kinetic luminosity density of local RLAGN is in good agreement with other recent observational estimates and with models of galaxy formation.

研究动机与目标

• 将射电亮度高的活动星系（RLAGN）作为调控小组和团簇中热气体的因素来进行研究。
• 从 LoTSS DR1 构建一个包含光学/红外识别和红移的大型 RLAGN 样本。
• 对 RLAGN 寿命进行建模以解释观测到的大小分布。
• 估计 RLAGN 的喷射动能功率并构建局部喷射动能光度函数。
• 评估 RLAGN 反馈在本地宇宙平衡 X 射线辐射损失中的作用。

提出的方法

• 使用 LoTSS DR1 HETDEX 领域的 23,344 个 RLAGN 样本，结合光谱和光度红shift 与 WISE/PanSTARRS 光学 ID 的匹配。
• 用 PyBDSF 拟合得到的尺寸和复合源的凸包外形来定义简单源和复合射电源。
• 通过光学/红外交叉匹配和红shift 过滤，获得 FCOZG 及相关样本。
• 通过射电源演化的解析动力学模型从观测射电特性推断喷射功率。
• 在本地宇宙构建喷射动能光度函数，并与小组/团簇的辐射输出以及银河形成模型进行比较。
• 讨论 RLAGN 选择挑战，特别是使用 Sabater 等诊断方案将AGN与恒星形成星系区分开。

实验结果

研究问题

• RQ1 RLAGN 的寿命分布是什么，它与源大小和光度有何关系？
• RQ2 一个射电源演化的动态模型是否能从 LOFAR 观测中为大型 RLAGN 样本回收喷射动能？
• RQ3 本地喷射动能光度函数的形状如何，与小组和团簇的辐射能输出相比如何？
• RQ4 大型或巨型强大 RLAGN 是否代表具有不同寿命或喷射物理的不同群体，与低光度 RLAGN 相比？
• RQ5 本地 universe 中的 RLAGN 是否提供足够的能量抵消小组和团簇的 X 射线辐射损失？

主要发现

• 大型 LoTSS DR1 RLAGN 样本使得对广泛人群的寿命与喷射功率进行推断成为可能。
• 大型/巨型强大 RLAGN 可能是 RLAGN 群体的旧尾部，而许多低光度 RLAGN 可能需要不同的寿命或喷射物理。
• 动力学模型能够从射电数据推断喷射动能，从而生成本地喷射动能光度函数。
• 本地宇宙的 RLAGN 能提供计量单位体积所需的能量以抵消小组/团簇的 X 射线冷却。
• 计算得到的本地喷射动能密度与其他观测估计和银河形成模型相符。