ラジオエクスセスAGNsと銀河の進化
この研究は銀河進化におけるラジオ過剰AGNsの役割を調べてるよ。
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目次
活動銀河核(AGN)は、銀河が時間とともに成長し変化する上で重要な役割を果たしてるんだ。いろんな方法でエネルギーを放出して、可視光からラジオ波までのさまざまな光で見ることができる。この研究では、ラジオ波の放出が予想以上に多いラジオ過剰AGNsに注目してる。このAGNsがホスト銀河とどう相互作用するかを理解することは、宇宙の進化についての洞察を与えてくれるんだ。
データとサンプル
このテーマに取り組むために、研究者たちはGOODS-N、GOODS-S、COSMOSの3つの重要な調査からデータを集めた。これらの調査には、50万以上の多様な銀河が含まれていて、その中から1,162のラジオ過剰AGNsが放射パターンに基づいて特定された。
なぜラジオ過剰AGNsを研究するのか?
ラジオ過剰AGNsは、ブラックホールが銀河とどう関わってるかを明らかにするのに役立つから面白い。従来の研究は強力なAGNsに焦点を当ててたけど、この研究では弱いソースも含めて視野を広げている。ラジオ放出を分析することで、さまざまなタイプの銀河とその時間経過における挙動を理解できるんだ。
調査の役割
上記の調査は、淡いラジオ源を特定するために重要な深く広い観測を提供した。データは異なる波長から組み合わせられて、銀河の特性についての包括的な理解が得られた。この組み合わせにより、AGNsが星形成銀河と静穏銀河の中でどのように分布しているかを調べることができた。
方法論
ラジオ過剰AGNsの特定
ラジオ放出が過剰なAGNsを特定するために、研究者たちは赤外線とラジオの相関関係を利用した。これは、赤外線放出が星形成活動と関連していることを示唆してる。もし物体のラジオ放出がこの相関に基づいて期待されるよりもかなり高ければ、それはラジオ過剰AGNとして分類された。
銀河のタイプを研究する
研究者たちは銀河を2つの主要なカテゴリに分類した:星形成銀河(SFG)と静穏銀河(QG)。SFGは新しい星を活発に形成していて、QGはより安定していて星を大きな割合で形成してない。これらの分類は、AGNsが存在する異なる環境を理解するために重要だった。
ラジオAGNsの宇宙進化
ラジオルミノシティ関数(RLF)
この研究では、ラジオ過剰AGNsの数が距離(赤方偏移)に応じてどう変化するかを理解するためにラジオルミノシティ関数を構築した。これらの関数は、より高い赤方偏移がこれらのAGNsのより高いルミノシティと相関することを示して宇宙の進化を説明できることが分かった。
クロスオーバールミノシティ
研究者たちは、AGNsが星形成銀河よりも多くなるクロスオーバールミノシティも導出した。彼らは、このクロスオーバーが時間とともに増加することを発見して、より強力なAGNsが初期宇宙でより一般的になったことを示した。
結果と発見
銀河内の位置
発見したところによると、ラジオ過剰AGNsはより質量の大きい銀河、特に静穏銀河に住んでる傾向がある。この好みは、より質量のある銀河がより強力なAGNsの成長を支える傾向を示してる。
AGNsの進化
宇宙の時間が進むにつれて、SFGとQGの両方におけるラジオ過剰AGNsの割合が増加していて、SFGはより急速に増加している。これは、銀河が進化するにつれて、それらがAGNsをホストする能力が大きく変化することを示唆している。
環境の影響
この研究は、銀河を取り巻く環境、例えば密度や質量がAGNの活動に大きな影響を与えることを指摘している。結果は、静穏銀河が星形成銀河よりも大きなラジオ放出と星質量を持つAGNsをホストする傾向があることを示した。
研究の意義
この研究は、ブラックホールと銀河の相互作用について新たな洞察を提供する。星形成条件がブラックホールの成長を調整する一方で、静穏銀河はAGN活動に影響を与える異なるメカニズムを持っているかもしれない。結果は、AGNsとそのホスト銀河とのフィードバックメカニズムの研究を続けることを提唱している。
結論
全体として、ラジオ過剰AGNsの研究は、ダイナミックな宇宙とブラックホールと銀河の関係について貴重な視点を提供する。新しい技術が登場するにつれて、さらなる研究がこれらの宇宙現象の理解と銀河進化への影響を深めるだろう。
謝辞
この研究は、宇宙現象の理解を進め、その銀河形成や進化への影響を探ることを目的としたさまざまな学術機関や助成金によって支えられた。
タイトル: Cosmic evolution of radio-excess AGNs in quiescent and star-forming galaxies across $0 < z < 4$
概要: Recent deep and wide radio surveys extend the studies for radio-excess active galactic nuclei (radio-AGNs) to lower luminosities and higher redshifts, providing new insights into the abundance and physical origin of radio-AGNs. Here we focus on the cosmic evolution, physical properties and AGN-host galaxy connections of radio-AGNs selected from a sample of ~ 500,000 galaxies at 0 < z < 4 in GOODS-N, GOODS-S, and COSMOS fields. Combining deep radio data with multi-band, de-blended far-infrared (FIR) and sub-millimeter data, we identify 1162 radio-AGNs through radio excess relative to the FIR-radio relation. We study the cosmic evolution of 1.4 GHz radio luminosity functions (RLFs) for star-forming galaxies (SFGs) and radio-AGNs, which are well described by a pure luminosity evolution of $L_*\propto (1+z)^{-0.31z+3.41}$ and a pure density evolution of $\Phi_*\propto (1+z)^{-0.80z+2.88}$, respectively. We derive the turnover luminosity above which the number density of radio-AGNs surpasses that of SFGs. This crossover luminosity increases as increasing redshift, from $10^{22.9}$ W Hz$^{-1}$ at z ~ 0 to $10^{25.2}$ W Hz$^{-1}$ at z ~ 4. At full redshift range (0 < z < 4), we further derive the probability ($p_{radio}$) of SFGs and quiescent galaxies (QGs) hosting a radio-AGN as a function of stellar mass ($M_*$), radio luminosity ($L_R$), and redshift (z), which yields $p_{radio}\propto (1+z)^{3.54}M_*^{1.02}L_R^{-0.90}$ for SFGs, and $p_{radio}\propto (1+z)^{2.38}M_*^{1.39}L_R^{-0.60}$ for QGs, respectively. It indicates that radio-AGNs in QGs prefer to reside in more massive galaxies with larger $L_R$ than those in SFGs, and radio-AGN fraction increases towards higher redshift in both SFGs and QGs with a more rapid increase in SFGs. Further, we find that the radio-AGN fraction depends on accretion states of BHs and redshift in SFGs, while in QGs it also depends on BH (or galaxy) mass.
著者: Yijun Wang, Tao Wang, Daizhong Liu, Mark T. Sargent, Fangyou Gao, David M. Alexander, Wiphu Rujopakarn, Luwenjia Zhou, Emanuele Daddi, Ke Xu, Kotaro Kohno, Shuowen Jin
最終更新: 2024-02-18 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2401.04924
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2401.04924
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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