[论文解读] SDSS-IV/SPIDERS: A Catalogue of X-Ray Selected AGN Properties; Spectral Properties and Black Hole Mass Estimates for SPIDERS SDSS DR14 Type 1 AGN

Damien Coffey, M. Salvato+8 more|arXiv (Cornell University)|Apr 24, 2019

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 107被引用 7

一句话总结

本论文基于SDSS DR14数据，利用SPIDERS巡天对8,501个X射线选中的Type 1 AGN进行了全面的光谱目录构建，测量了发射线特性、连续谱流量以及通过Hβ和MgII线估算的黑洞质量。该研究使用单次观测方法，对红移z ≈ 2.5以内的源实现了稳健的黑洞质量估计，并将结果作为SDSS-IV DR14增值目录公开发布。

ABSTRACT

This work presents the catalogue of optical spectral properties for all X-ray selected SPIDERS active galactic nuclei (AGN) up to SDSS DR14. SPIDERS (SPectroscopic IDentification of eROSITA Sources) is an SDSS-IV programme that is currently conducting optical spectroscopy of the counterparts to the X-ray selected sources detected in the ROSAT all-sky survey and the XMM-Newton slew survey in the footprint of the Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS). The SPIDERS DR14 sample is the largest sample of X-ray selected AGN with optical spectroscopic follow-up to date. The catalogue presented here is based on a clean sample of 7344 2RXS ($ m \bar{z}$ = 0.5) and 1157 XMM-Newton slew survey ($ m \bar{z}$ = 0.4) type 1 AGN with spectroscopic coverage of the H$ m β$ and/or MgII emission lines. Visual inspection results for each object in this sample are available from a combination of literature sources and the SPIDERS group, which provide both reliable redshifts and source classifications. The spectral regions around the H$ m β$ and MgII emission lines have been fit in order to measure both line and continuum properties, estimate bolometric luminosities, and provide black hole mass estimates using the single-epoch (or photoionisation) method. The use of both H$ m β$ and MgII allows black hole masses to be estimated up to z $ m \simeq$ 2.5. A comparison is made between the spectral properties and black hole mass estimates derived from H$ m β$ and MgII using the subsample of objects which have coverage of both lines in their spectrum. These results have been made publicly available as an SDSS-IV DR14 value added catalogue.

研究动机与目标

• 创建一个大规模、统一分析的X射线选中的Type 1 AGN样本，具备高质量的光学光谱，用于研究AGN的群体特征与演化规律。
• 测量Hβ和MgII区域的光谱特性，包括线流量、FWHM及连续谱成分，以实现精确的黑洞质量估算。
• 为迄今最大的X射线选中AGN样本提供公开可访问、可靠的黑洞质量与爱丁顿比估计值，并采用多种校准方法。
• 在统一的高红移样本（红移z ≈ 2.5）中，实现基于Hβ与MgII线的黑洞质量估计值的交叉比较。

提出的方法

• 本研究利用SDSS-IV/eBOSS的SPIDERS巡天光学光谱，分析了7,344个2RXS和1,157个XMM-Newton巡天选中的Type 1 AGN，红移范围达z ≈ 2.5。
• 通过高斯分量、星系模板和Fe II模板的组合，对Hβ和MgII发射线区域的光谱进行拟合，以建模连续谱与发射线成分。
• 测量2500 Å、3000 Å和5100 Å处的单色光度，利用标准比例关系估算总辐射光度。
• 采用单次观测方法，基于Vestergaard & Peterson (2006)和Assef et al. (2011)校准公式估算Hβ线的黑洞质量，基于Shen & Liu (2012)校准公式估算MgII线的黑洞质量。
• 爱丁顿比通过总辐射光度与相应质量估计值所推导的爱丁顿光度之比计算得出。
• 通过人工目视检查与文献交叉验证，确保红移与源分类的可靠性，并对所有推导量的不确定性进行了传播。

实验结果

研究问题

• RQ1 在大规模、统一分析的X射线选中AGN样本中，基于Hβ与MgII线的黑洞质量估计值有何异同？
• RQ2 在红移范围z ≈ 0至z ≈ 2.5内，X射线选中的Type 1 AGN的光谱特性（线流量、FWHM、连续谱成分）如何？
• RQ3 在具有光谱覆盖的完整X射线选中AGN样本中，总辐射光度与爱丁顿比的分布特征是什么？
• RQ4 在高红移（z ≈ 2.5）下，使用Shen & Liu (2012)校准公式，通过MgII线估算黑洞质量的准确性如何？
• RQ5 Fe II发射与宿主星系污染对Hβ和MgII区域光谱拟合及推导物理参数的影响如何？

主要发现

• SPIDERS DR14样本包含8,501个X射线选中的Type 1 AGN，是迄今最大规模的光谱确认X射线选中AGN样本。
• 黑洞质量通过Hβ线估算至z ≈ 2.5，采用Vestergaard & Peterson (2006)和Assef et al. (2011)校准；通过MgII线估算至z ≈ 2.5，采用Shen & Liu (2012)校准。
• 本研究提供了2500 Å、3000 Å和5100 Å处的单色光度及其不确定性，支持一致的总辐射光度估算。
• 总辐射光度基于3000 Å和5100 Å光度估算，附带不确定性，并用于计算爱丁顿比。
• 该目录包含每个源189个衍生参数，包括线FWHM、流量比（如[OIII]5007/Hβ）、Fe II归一化及吸收标志。
• 研究成果作为SDSS-IV DR14增值目录公开发布，可供科学界广泛用于AGN群体特征与共同演化研究。