AGN とは

AGN の種類

● 発見の歴史

Seyfert Galaxies	1948
Radio Galaxies	1954
Quasars	1962
BL Lac's	1968
Blazars	1980

● AGN に見られる輝線

名称	FWHM	遷移	主な輝線
Broad line	2000-20000km s^-1	許容線のみ	hydrogen lines, MgIIλ2798, CIVλ1549, OVIλ1035 など
Narrow line	～500km s^-1	許容線/禁制線どちらも	[OII]λ3727, [OIII]λ4959/5007, [NII]λ6548/6583, [SII]λ6716/6731 など

● Seyfert 1 galaxies / QSOs (Radio-Quiet Quasars, RQQs)

Broad line + Narrow line (高励起輝線が強い)
Broad line の寄与が減ると Seyfert 1.5/1.8/1.9 となり、Hα/Hβ (Balmer decrement) が増加
nonstellar continuum
Radio quiet
L_bol～10⁴⁵erg s^-1, M_B～-23 より暗いのが Seyfert 1、明るいのが QSO となることが多い
conpact な中心核が見える
HI column density は Galactic value (N_H < 10²⁰cm^-2) 程度 (Sy1.5 などの場合は Sy2 に近い値)
Type が変化する天体もある(NGC5548 の例, QSO が消えた例はこのページの最後の方を参照)
母銀河は spiral であることが多い(QSO については不明)

● Seyfert 2 galaxies

Narrow line のみ (近赤外や可視偏光成分で Broad line が見えることがある)
optical/UV continuum が Seyfert 1 より弱い (mostly stellar)
soft-X では吸収があるので暗い
Radio quiet
中心核付近で starburst を伴うものも多く、はっきりとした中心核は見えない
HI column density は～10²⁴cm^-2 (Compton thin/thick の境目)
母銀河は spiral

● Narrow Line Seyfert 1 galaxies (NLS1)

許容線が Seyfert 1 より狭く、Seyfert 2 より広い
[OIII]λ5007/Hβ < 3 で通常の Seyfert 1 とは異なる
FeII が強い
soft-X で明るく、X での変光が大きい
軽い BH が Super-Eddington ガス降着で成長中？
通常の Sy1 よりも face-on で BLR の速度差が見えにくいだけ、という説も(その場合 M_BH は通常の Sy1 と同程度)

● Narrow Emission-Line Galaxies (NELGs)

Seyfert 2 と同様、Narrow line のみを持つ(許容線は Seyfert 2 より若干幅が広い)
X の明るさは L_X～10⁴² - 10⁴⁴erg s^-1 と Seyfert 1 並

● Low-Ionization Nuclear Emission-Line Region (LINER)

通常は Narrow line のみを持ち、低励起輝線が強い
　　　([OII]λ3727 > [OIII]λ5007, [OI]λ6300 > 0.33[OIII]λ5007)
L_bol～10³⁹ - 10⁴²erg s^-1 と Seyfert より暗い
低光度 AGN 起源と考えられるが、HeII 輝線が弱いことの説明が困難
starburst でも X の明るさは説明可能。

● Broad-Line Radio Galaxies (BLRGs) / Quasars (Radio-Loud Quasars, RLQs)

Broad line + Narrow line
nonstellar continuum
Radio loud (F_ν(5GHz)/F_ν(B)>10)
Broad line の幅は Seyfert 1 より広く、peak が平坦になっている事が多い
FeII は弱い
Hα/Hβ (Balmer decrement) が Seyfert 1 より大きい
ほとんどが FR II (Quasar は core 成分が主)
Quasar は Radio continuum の傾き(F_ν∝ν^α)で FSRQ(α>-0.5) と SSRQ(α<-0.5) に分かれる
母銀河は giant elliptical (E or cD) (Quasar は不明)

● Narrow-Line Radio Galaxies (NLRGs)

スペクトルの特徴は Seyfert 2 と同じ
Radio loud
FR I / FR II どちらもある
母銀河は giant elliptical (E or cD)

● Blazars

BLL / HPQ(or OVV) に分かれる
　BL Lacertae objects (BLLs)： continuum のみで輝線が無い
　Highly Polarized Quasars (HPQs) または Optically Violent Variables (OVVs)： bload line のみ
全波長で変光が見られ、かつ偏光量も変化している
Radio image は非常に compact
Superluminal motion が観測されることも多い
中心核が見える(BL Lac 3C264 の例 Figure/Caption)

統一モデル

● 構造

名称	サイズ	密度
Jet	0.1 - 10⁶pc
Narrow Line Region	1 - 1000pc	10² - 10⁶cm^-3
Dust/molecular Torus	1 - 100pc
Broad Line Region	0.01 - 1pc	10⁸ - 10¹¹cm^-3
Accretion disk	100 - 1000R_S

R_S: シュヴァルツシルト半径、R_S=1pc*(M_BH/10¹³Mo)

● 分類

Radio	Type 2	Type 1	Type 0
quiet	Sy 2 NELG	Sy 1 QSO	---
loud	NLRG (FR I / FR II)	BLRG Quasar	Blazar (BLL / HPQ)

Type は inclination angle で、Radio loudness は jet の強さ (BH の spin ?) で別れている

● 個数密度

Object	個数密度 (Mpc^-3)
Field Galaxies	10^-1
Luminous Spirals	10^-2
LINERs	～5×10^-3
Seyfert Galaxies	10^-4
Radio Galaxies	10^-6
RQQs	10^-7
RLQs	10^-9

● SED

凹みがλ=1μm
Type 1 の場合は big blue bump (accretion disk からの高温の黒体輻射) ＋ hot dust + hot corona
Type 2 の場合は母銀河 + dust

Caption

Blazar の場合
 Caption

電波～可視(～X 線)にかけて Synchrotron
(X 線～)γ線は Inverse Compton

● Diagnostic Diagram

BPT diagram

CLOUDY による計算例
　(左上から右下方向の線に沿って logU = -0.5 ～ -4.0)
power-law index
　赤：0.0
　黒：-0.5
　青：-1.0
　緑：-1.5
Metallicity
　点線：0.1 Zsolar
　鎖線：0.3 Zsolar
　実線：1.0 Zsolar
　長鎖線：3.0 Zsolar