[论文解读] The AGN content of the z=0.83 cluster MS1054-0321

O. Johnson, P. N. Best+1 more|CERN Bulletin|Apr 29, 2003

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 27

一句话总结

本研究分析了对红移 z=0.83 的星系团 MS1054-0321 进行的 91 ksec Chandra ACIS-S 观测，发现在通量 >5×10⁻¹⁵ erg s⁻¹ cm⁻² 时存在显著的 X 射线点源过剩，其光度约为 10⁴³ erg s⁻¹，集中分布在距星系团中心 1–2 Mpc 范围内。该过剩与场预期相比约多出 6 个活动星系核（AGN），表明在动力学上年轻的致密星系团中存在由吸积引起的 AGN 活动。

ABSTRACT

We present a survey of X-ray point sources in a 91 ksec Chandra ACIS-S observation of the z=0.83 cluster MS1054-0321. We detect 47 X-ray sources within the 8.3 arcmin by 8.3 arcmin field, of which two are immediately confirmed from pre-existing spectroscopy to be at the redshift of the cluster. At fluxes brighter than S_(0.5 - 8 keV) = 5 x 10^{-15} erg s^{-1} cm^{-2} we find a ~ 2 sigma excess compared to predictions from field surveys, consistent with an excess of approximately 6 AGN. If these sources are associated with the cluster, they too are AGN with luminosities of order L_(0.5 - 8 keV) ~ 10^{43} erg s^{-1}. Combined with the identification of 7 cluster AGN from deep radio observations (Best et al. 2002), these observations suggest significantly enhanced AGN activity in MS1054-03 compared to local galaxy clusters. Interestingly, the excess of X-ray detected AGN is found at radial distances of between 1 and 2 Mpc, suggesting they may be associated with infalling galaxies. The radio AGN are seen within the inner Mpc of the cluster and are largely undetected in the X-ray, suggesting they are either intrinsically less luminous and/or heavily obscured.

研究动机与目标

• 研究高红移、动力学活跃星系团 MS1054-0321（z=0.83）中的 AGN 含量。
• 确定在星系团场中观测到的 X 射线点源过剩是否源于星系团相关 AGN 或背景污染。
• 探讨 AGN 的空间分布与星系团中心距离及动力学状态的关系。
• 比较 X 射线与射电 AGN 群体，评估其光度、消光程度及环境依赖性的差异。
• 评估星系团环境中 AGN 活动是否由吸积触发，或受星系团条件抑制。

提出的方法

• 对 MS1054-0321 星系团场进行了深度 91 ksec 的 Chandra ACIS-S 观测。
• 采用多尺度小波检测技术，将点源与星系团内介质的弥散发射分离。
• 在 8.3′×8.3′ 的视场内识别出 47 个 X 射线点源。
• 通过与已有光谱红移数据及射电数据交叉匹配，确认星系团成员身份。
• 将观测到的源数与空白场调查的预测值进行比较，以量化过剩程度。
• 利用通量和星系团红移（z=0.83）估算静止系 X 射线光度。

实验结果

研究问题

• RQ1 MS1054-0321 中观测到的 X 射线点源过剩是否与星系团相关 AGN 一致，还是源于背景源？
• RQ2 在 MS1054-0321 中，明亮 AGN 相对于星系团中心的空间分布如何？
• RQ3 与同一星系团中射电探测到的 AGN 相比，X 射线探测到的 AGN 在光度和位置上有何差异？
• RQ4 X 射线 AGN 的空间分布是否暗示其与吸积星系或星系团动力学过程存在关联？
• RQ5 在 z=0.83 处存在 X 射线明亮 AGN 暗示了密集星系团环境中 AGN 活动演化过程的何种信息？

主要发现

• 在对 MS1054-0321 的 91 ksec Chandra 观测中，共探测到 47 个 X 射线点源。
• 其中两个 X 射线源通过光谱确认为星系团成员，光度分别为 2.6×10⁴³ erg s⁻¹ 和 5.0×10⁴² erg s⁻¹。
• 在通量 >5×10⁻¹⁵ erg s⁻¹ cm⁻² 时，发现约 6 个 AGN 的过剩，显著性约为 2σ，超出场调查的预测值。
• X 射线 AGN 过剩在距星系团中心 1–2 Mpc 的径向距离上集中分布，表明其与吸积过程相关。
• Best 等人（2002）探测到的射电 AGN 位于星系团中心 1 Mpc 以内，且在 X 射线中未被探测到，表明其 X 射线光度较低或消光程度较高。
• AGN 总体（共 8 个，包括 6 个射电 AGN）表明 MS1054-0321 中 AGN 活动增强，光度约为 0.5–8 keV 波段的 10⁴³ erg s⁻¹，高于本地星系团。