[论文解读] The host galaxy/AGN connection in nearby early-type galaxies. Is there a miniature radio-galaxy in every "core" galaxy?

B. Balmaverde, A. Capetti|ArXiv.org|Oct 10, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 77被引用 58

一句话总结

本研究利用哈勃与钱德拉望远镜数据，分离核区发射，调查邻近早型‘核心’星系中射电噪活动星系核（AGN）与其宿主星系之间的关联。研究发现，这些星系包含喷流主导的微型射电星系，将明亮低光度射电星系（LLRG）相关性延伸至10^36 erg s⁻¹量级，支持其非热起源一致，并暗示即使在休眠系统中也存在相对论性喷流。

ABSTRACT

This is the second of a series of three papers exploring the connection between the multiwavelength properties of AGN in nearby early-type galaxies and the characteristics of their hosts. In Capetti et al. (2005) we presented a study of the surface brightness profiles for the 65 objects with available archival HST images out of the 116 radio-detected galaxies. We classified early-type galaxies into ``core'' and ``power-law'' galaxies, discriminating on the basis of the slope of their nuclear brightness profiles. Here we focus on the 29 core galaxies (hereafter CoreG). We used HST and Chandra data to isolate their nuclear emission. The CoreG invariably host radio-loud nuclei, with an average radio-loudness parameter of Log R = 3.6. The optical and X-ray nuclear luminosities correlate with the radio-core power, smoothly extending the analogous correlations already found for low luminosity radio-galaxies. This supports the interpretation of a common non-thermal origin of the nuclear emission also for CoreG. The luminosities of the nuclear sources, most likely dominated by jet emission, set firm upper limits, as low as L/L_Edd = 10^{-9} in both the optical and X-ray band, on any emission from the accretion process. The similarity of CoreG and LLRG indicates that they are drawn from the same population of early-type galaxies. LLRG represent only the tip of the iceberg associated with (relatively) high activity levels, with CoreG forming the bulk of the population. A minimum black hole mass of M_{BH} = 10^8 M_sun is apparently associated with the radio-loud nuclei in both CoreG and LLRG, but this effect must be tested on a sample of less luminous galaxies, likely to host smaller black holes. ABRIDGED.

研究动机与目标

• 调查邻近早型星系中AGN与宿主星系的多波段关联，重点关注核亮度轮廓较浅的‘核心’星系。
• 确定核心星系是否包含射电噪核，以及其核区发射是否与低光度射电星系（LLRG）具有共同起源。
• 检验核心星系是否代表LLRG群体的低光度延伸，可能构成射电噪AGN的主体部分。
• 通过分析光学与X射线核光度相对于爱丁顿光度的关系，约束吸积效率与射电噪活动的黑洞质量阈值。
• 通过对比核心星系与低射电流量限下的BL Lac对象及射电星系，探讨统一模型的启示。

提出的方法

• 从116个具有5 GHz VLA流量密度低至1 mJy的射电探测早型星系中，选取29个核心星系。
• 利用哈勃空间望远镜（HST）成像，基于Nuker方案表面亮度轮廓，将星系分类为‘核心’（γ ≤ 0.3）与‘幂律’（γ ≥ 0.5）类型。
• 结合HST与钱德拉X射线数据，分离并测量光学与X射线核光度，校正宿主星系贡献。
• 计算射电噪度参数 R = L₅GHz / L_B，并与光学与X射线光度比较，以评估发射起源。
• 计算光学与X射线波段的爱丁顿比值 L/L_Edd，以估计吸积效率并约束吸积流模型。
• 分析射电功率、宿主星系光度（M_K）、黑洞质量（M_BH）与核光度之间的相关性，以检验标度关系。

实验结果

研究问题

• RQ1 核心星系是否包含射电噪AGN，且其核区发射是否与喷流主导起源一致？
• RQ2 核心星系中射电、光学与X射线光度之间是否存在连续相关性，将LLRG相关性延伸至更低光度？
• RQ3 核心星系中吸积光度的上限为何？这是否意味着吸积效率较低？
• RQ4 核心星系中射电噪活动是否存在最小黑洞质量阈值？
• RQ5 核心星系是否可视为微型射电星系，且是否代表低光度BL Lac对象的非对准对应体？

主要发现

• 核心星系始终包含射电噪核，其射电噪度参数的中位数 log R ≈ 3.6，表明存在强烈的非热发射。
• 光学与X射线核光度在跨越6个数量级的动态范围内，与射电核功率平滑相关，支持共同的非热（喷流主导）起源。
• 核光度在爱丁顿单位下极低，光学与X射线波段的 L/L_Edd ≈ 10⁻⁹，为吸积驱动发射设定了严格上限。
• 未发现射电功率与黑洞质量之间存在显著相关性，表明除M_BH外其他参数在决定射电光度中起主导作用。
• 约10⁸ M☉的最小黑洞质量似乎与射电噪核相关，尽管这可能受样本选择偏差影响，需在更暗弱星系中进一步验证。
• 核心星系类似于微型射电星系，可能代表低光度BL Lac对象的非对准对应体，暗示即使在休眠系统中也存在相对论性喷流。