Nouvelle méthode améliore la détection des AGN dans les galaxies de faible masse
Une nouvelle technique identifie les noyaux galactiques actifs dans des galaxies moins massives.
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Table des matières
- Pourquoi identifier les AGN ?
- Méthodes traditionnelles d'identification des AGN
- La nouvelle approche : ajustement SED
- Combinaison de données provenant de différentes enquêtes
- Sélection de l'échantillon
- Comment fonctionne le diagnostic AGN
- Comparaison avec d'autres méthodes de classification des AGN
- Les résultats : ce que les données ont montré
- Implications pour comprendre l'Évolution des galaxies
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Dans l'étude des galaxies, une tâche importante est d'identifier les Noyaux Galactiques Actifs (AGN). Ce sont des zones dans les galaxies où un trou noir supermassif aspire activement de la matière, ce qui donne lieu à des émissions lumineuses brillantes à travers différentes longueurs d'onde. Détecter les AGN, surtout dans les galaxies de faible masse, pose des défis parce que beaucoup des méthodes standards sont conçues pour des galaxies de plus grande masse.
Cet article présente une nouvelle méthode pour repérer les AGN dans ces galaxies de faible masse en utilisant une technique d'ajustement sur la Distribution de l'énergie spectrale (SED). Cette méthode examine la lumière émise par les galaxies à travers différentes longueurs d'onde et cherche des signes d'activité AGN.
Pourquoi identifier les AGN ?
Comprendre les AGN est crucial pour saisir comment les galaxies évoluent avec le temps. On pense que presque toutes les galaxies contiennent des trous noirs supermassifs au centre. Ces trous noirs peuvent influencer la formation et la croissance des étoiles dans leurs galaxies hôtes, rendant les AGN importants dans le contexte plus large de la formation des galaxies.
De plus, la plupart des sources radio dans l'univers sont associées aux AGN. Cependant, seulement un petit nombre sont considérées comme "loud-radio", ce qui signifie qu'elles émettent une quantité significative d'ondes radio. Cette étude se concentre sur les AGN qui ne sont pas aussi brillants dans le spectre radio, rendant leur détection plus compliquée.
Méthodes traditionnelles d'identification des AGN
Plusieurs techniques existent pour identifier les AGN. Les méthodes courantes incluent l'observation de certaines lignes dans le spectre de la lumière émise par une galaxie. Par exemple, le diagramme de Baldwin-Phillips-Terlevich (BPT) est souvent utilisé pour faire la différence entre les AGN et les galaxies formant des étoiles en se basant sur les ratios de lignes d'émission spécifiques.
D'autres méthodes impliquent l'analyse des couleurs en infrarouge moyen ou l'utilisation de rapports de lignes pour catégoriser les galaxies. Chaque méthode a ses forces et ses faiblesses, et il y a souvent un chevauchement entre les différentes classifications. En conséquence, une seule approche peut manquer des AGN, surtout dans les galaxies de faible masse.
La nouvelle approche : ajustement SED
La technique discutée ici utilise l'ajustement SED comme outil de diagnostic pour la classification des AGN. En analysant comment une galaxie émet de la lumière sur une large gamme de longueurs d'onde - de l'ultraviolet à l'infrarouge - les chercheurs peuvent créer un modèle qui correspond le mieux aux données observées. Cette méthode permet une analyse plus nuancée des propriétés d'une galaxie, y compris son contenu stellaire, son contenu en gaz et l'absorption de poussière.
En choisissant un outil d'ajustement, l'étude a opté pour ProSpect, un logiciel conçu pour l'ajustement SED. Cet outil a l'avantage supplémentaire de pouvoir étendre son analyse dans le régime radio, ce qui le rend applicable à cette recherche.
Combinaison de données provenant de différentes enquêtes
Pour mettre en œuvre la technique d'ajustement SED, les chercheurs ont utilisé des données obtenues de plusieurs enquêtes astronomiques. L'enquête Galaxy and Mass Assembly (GAMA) fournit une richesse d'information sur les propriétés des galaxies. Les observations scientifiques préliminaires de l'enquête Evolutionary Map of the Universe (EMU) apportent des données radio, tandis que le Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) offre des mesures infrarouges.
En combinant ces ensembles de données, les chercheurs peuvent créer une vue complète de chaque galaxie qui capture plusieurs aspects de leurs émissions.
Sélection de l'échantillon
L'étude s'est concentrée sur une région spécifique du ciel appelée le champ G23, où des données des trois enquêtes étaient disponibles. Les chercheurs ont cherché à trouver des galaxies dans cette zone qui avaient des données suffisantes pour l'analyse. Ils ont également établi des critères stricts pour assurer la qualité et la fiabilité de leur échantillon.
Après avoir appliqué divers filtres pour éliminer les données de mauvaise qualité ou les galaxies sans mesures adéquates, l'échantillon final a consisté en 2,956 galaxies. Cet échantillon a servi de base pour évaluer l'efficacité de la technique d'ajustement SED ProSpect dans l'identification des AGN.
Comment fonctionne le diagnostic AGN
En utilisant l'ajustement SED, les chercheurs ont utilisé l'outil ProSpect pour modéliser l'Émission Radio attendue des galaxies basée purement sur les processus de formation d'étoiles. En comparant ce modèle aux mesures radio réelles obtenues de l'enquête EMU, ils pouvaient identifier des cas où l'émission radio observée dépassait ce qui était prédit par la formation d'étoiles seule.
Un seuil clé a été établi : si le flux radio d'une galaxie était au moins trois fois supérieur à ce qui était prévu, elle était classée comme un AGN. Ce seuil a été fixé de manière conservatrice pour réduire la probabilité de mal classifier des galaxies formant des étoiles en tant qu'AGN.
Comparaison avec d'autres méthodes de classification des AGN
Les chercheurs ont comparé les résultats obtenus de la méthode d'ajustement SED ProSpect avec d'autres techniques traditionnelles de classification des AGN, y compris les diagrammes BPT et de mass-excitation (MEx), et les critères de couleur WISE.
Les résultats ont montré que la méthode ProSpect était particulièrement efficace pour identifier les AGN dans les galaxies de faible masse, tandis que les méthodes traditionnelles avaient tendance à favoriser la détection dans les galaxies de plus grande masse. Cette divergence souligne comment les galaxies de faible masse, qui abritent souvent des trous noirs plus petits, peuvent ne pas produire de fortes signatures optiques ou infrarouges sur lesquelles ces méthodes conventionnelles s'appuient pour l'identification des AGN.
Les résultats : ce que les données ont montré
Les résultats indiquaient que la méthode ProSpect avait identifié un ensemble unique d'AGN, particulièrement dans les galaxies de faible masse avec de faibles émissions radio. En comparant avec les échantillons d'AGN de faible masse existants, la méthode ProSpect a révélé des AGN qui avaient largement échappé à d'autres techniques traditionnelles.
L'étude a montré que les AGN détectés par ProSpect étaient généralement hébergés par des galaxies avec des masses stellaires plus faibles et affichaient des luminosités plus faibles dans les émissions radio. C'est significatif car cela suggère que de nombreuses galaxies actives peuvent rester cachées si seules des méthodes conventionnelles sont utilisées.
Évolution des galaxies
Implications pour comprendre l'Les résultats de cette étude soulignent l'importance d'utiliser diverses méthodes pour identifier les AGN. Cela suggère que s'appuyer uniquement sur des techniques traditionnelles peut conduire à des échantillons incomplets de galaxies actives, particulièrement celles dans des galaxies hôtes de faible masse. Cela a des implications pour notre compréhension de l'évolution des galaxies, car les AGN jouent un rôle crucial dans la formation des caractéristiques et la croissance de leurs galaxies hôtes.
De plus, l'étude renforce l'idée que la masse d'un trou noir de galaxie par rapport à la masse de la galaxie elle-même influence les émissions que nous observons. Les galaxies de faible masse ont tendance à abriter des trous noirs plus petits, qui peuvent ne pas produire les mêmes émissions fortes que leurs homologues plus grands.
Conclusion
En résumé, utiliser l'ajustement SED à travers l'outil ProSpect offre une nouvelle voie prometteuse pour identifier les AGN dans les galaxies de faible masse. En combinant des données de diverses enquêtes astronomiques, l'étude a fourni une image plus claire de l'endroit où se trouvent les AGN et a démontré que beaucoup peuvent être négligés par des méthodes traditionnelles. Ce travail met en avant la nécessité d'une approche multifacette dans la recherche astronomique, assurant que notre compréhension des galaxies et de leur évolution soit aussi complète que possible. Au fur et à mesure que la technologie et les méthodes continuent de s'améliorer, les études futures peuvent s'appuyer sur ce cadre pour approfondir notre connaissance des noyaux galactiques actifs de l'univers.
Titre: EMU/GAMA: A Technique for Detecting Active Galactic Nuclei in Low Mass Systems
Résumé: We propose a new method for identifying active galactic nuclei (AGN) in low mass ($\rm M_*\leq10^{10}M_\odot$) galaxies. This method relies on spectral energy distribution (SED) fitting to identify galaxies whose radio flux density has an excess over that expected from star formation alone. Combining data in the Galaxy and Mass Assembly (GAMA) G23 region from GAMA, Evolutionary Map of the Universe (EMU) early science observations, and Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), we compare this technique with a selection of different AGN diagnostics to explore the similarities and differences in AGN classification. We find that diagnostics based on optical and near-infrared criteria (the standard BPT diagram, the WISE colour criterion, and the mass-excitation, or MEx diagram) tend to favour detection of AGN in high mass, high luminosity systems, while the ``ProSpect'' SED fitting tool can identify AGN efficiently in low mass systems. We investigate an explanation for this result in the context of proportionally lower mass black holes in lower mass galaxies compared to higher mass galaxies and differing proportions of emission from AGN and star formation dominating the light at optical and infrared wavelengths as a function of galaxy stellar mass. We conclude that SED-derived AGN classification is an efficient approach to identify low mass hosts with low radio luminosity AGN.
Auteurs: Jahang Prathap, Andrew M. Hopkins, Aaron S. G. Robotham, Sabine Bellstedt, José Afonso, Ummee T. Ahmed, Maciej Bilicki, Malcolm N. Bremer, Sarah Brough, Michael J. I. Brown, Yjan Gordon, Benne W. Holwerda, Denis Leahy, Ángel R. López-Sánchez, Joshua R. Marvil, Tamal Mukherjee, Isabella Prandoni, Stanislav S. Shabala, Tessa Vernstrom, Tayyaba Zafar
Dernière mise à jour: 2024-02-18 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2402.11817
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.11817
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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