[论文解读] The Second Catalog of Active Galactic Nuclei Detected by the Fermi Large Area Telescope

M. Ackermann, M. Ajello+172 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2011

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 1被引用 51

一句话总结

本文介绍了第二版费米-LAT活动星系核目录（2LAC），这是一个包含1017个高银纬γ射线源的综合性目录，这些源与活动星系核（AGNs）相关，其中886个被归类为高置信度样本。与第一版目录相比，检测到的AGN数量增加了52%，并提供了详细的谱能分布分类、红移、光度以及变异性分析，显著推进了对耀变体群体及其γ射线特性的理解。

ABSTRACT

The second catalog of active galactic nuclei (AGNs) detected by the Fermi Large Area Telescope (LAT) in two years of scientific operation is presented. The Second LAT AGN Catalog (2LAC) includes 1017 γ-ray sources located at high Galactic latitudes (|b| > 10) that are detected with a test statistic (TS) greater than 25 and associated statistically with AGNs. However some of these are affected by analysis issues and some are associated with multiple AGNs. Consequently we define a clean sample which includes 886 AGNs, comprising 395 BL Lacertae objects (BL Lacs), 310 flat-spectrum radio quasars (FSRQs), 157 candidate blazars of unknown type (i.e., with broad-band blazar characteristics but with no optical spectral measurement yet), eight misaligned AGNs, four narrow-line Seyfert 1 (NLS1s), 10 AGNs of other types and two starburst galaxies. Where possible, the blazars have been further classified based on their spectral energy distributions (SEDs) as archival radio, optical, and X-ray data permit. While almost all FSRQs have a synchrotron-peak frequency 1015 Hz. The 2LAC represents a significant improvement relative to the First LAT AGN Catalog (1LAC), with 52% more associated sources. The full characterization of the newly detected sources will require more broad-band data. Various properties, such as γ-ray fluxes and photon power law spectral indices, redshifts, γ-ray luminosities, variability, and archival radio luminosities—and their correlations are presented and discussed for the different blazar classes. The general trends observed in 1LAC are confirmed. Subject headings: gamma rays: observations — galaxies: active — galaxies: jets — BL Lacertae objects: general bruck, A-6020 Innsbruck, Austria Max-Planck-Institut fur Kernphysik, D-69029 Heidelberg, Germany Space Sciences Division, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA 94035-1000, USA NYCB Real-Time Computing Inc., Lattingtown, NY 11560-1025, USA Department of Chemistry and Physics, Purdue University Calumet, Hammond, IN 46323-2094, USA Solar-Terrestrial Environment Laboratory, Nagoya University, Nagoya 464-8601, Japan Institucio Catalana de Recerca i Estudis Avancats (ICREA), Barcelona, Spain NASA Postdoctoral Program Fellow, USA Consorzio Interuniversitario per la Fisica Spaziale (CIFS), I-10133 Torino, Italy Dipartimento di Fisica, Universita di Roma “Tor Vergata”, I-00133 Roma, Italy Praxis Inc., Alexandria, VA 22303, resident at Naval Research Laboratory, Washington, DC 20375

研究动机与目标

• 整理并验证费米大面积望远镜（LAT）在首次两年运行期间探测到的活动星系核（AGNs）的综合性目录。
• 在第一版LAT AGN目录（1LAC）的基础上，通过提高源检测率52%并优化源关联以减少污染和歧义，实现改进。
• 利用档案中的射电、光学和X射线数据，基于谱能分布（SEDs）形态对耀变体进行分类，特别是针对缺乏光学光谱测量的源。
• 表征关键物理属性，如γ射线流量、光子谱指数、红移、γ射线光度以及不同AGN类型中的变异性。
• 分析γ射线属性与射电光度之间的相关性，以更好地理解AGN中的辐射机制，尤其是耀变体中的机制。

提出的方法

• 从费米-LAT两年数据中识别出银纬|b| > 10区域、测试统计量（TS）> 25的γ射线源。
• 通过与现有AGN目录及多波段数据（包括射电、光学和X射线巡天）进行交叉比对，将每个γ射线源与AGN关联。
• 应用统计显著性阈值和源关联标准，定义出886个AGN的“干净”样本，排除模糊或有问题的关联。
• 基于SED形态和可用的光谱数据，将耀变体分类为类型（BL Lacs、FSRQs、候选耀变体、非对准AGNs、NLS1s）。
• 从费米-LAT光 light curves 和谱拟合中提取并汇编γ射线流量、光子谱指数、红移和γ射线光度。
• 利用光 light curves 分析变异性，并计算γ射线属性与档案射电光度之间的相关性。

实验结果

研究问题

• RQ1 与第一版目录相比，费米-LAT在第二年运行中检测到多少新的γ射线发射AGN？
• RQ2 新关联的耀变体中谱能分布（SEDs）的分布如何？与已知的BL Lac和FSRQ类相比有何异同？
• RQ3 在2LAC样本中，FSRQs与BL Lacs在γ射线光度、谱指数和变异性方面有何关键差异？
• RQ4 2LAC AGNs的γ射线属性如何与其中的档案射电光度相关？
• RQ5 1LAC中观察到的趋势在扩展后的2LAC样本中是否依然成立，特别是关于FSRQs的同步辐射峰值频率？

主要发现

• 2LAC目录包含1017个与高银纬AGN相关的γ射线源，经排除模糊或有问题的关联后，干净样本中包含886个源。
• 与第一版LAT AGN目录（1LAC）相比，检测到的AGN数量增加了52%，显著扩展了已知γ射线发射AGN的样本。
• 在886个干净AGN中，395个为BL Lacs，310个为FSRQs，157个为类型未知的候选耀变体，另有18个为其他AGN类型，包括8个非对准AGNs和4个NLS1s。
• 目录中几乎所有FSRQs的同步辐射峰值频率均低于10^15 Hz，与它们典型的SED形态一致。
• 2LAC确认了1LAC中的一般趋势，包括γ射线光度、谱指数与红移之间的相关性，尤其在FSRQs和BL Lacs中表现明显。
• 新探测源的完整表征仍需额外的全波段多波段数据支持，因为许多源在SED上仍缺乏充分约束。