CFHT 천문대 3.6 m 망원경에 부착된 OASIS 분광기를 사용하여 얻은 자료로부터 continuum, $H{\alpha},\;H{\beta}$, [O III], [N II] 등의 영상을 만들어 활동 은하핵NGC 5728의 물리적 특성을 분석하였다. NGC 5728의 중심부에 NLR 영역으로 판단되는 약 $15"{\times}12"$ 범위 영역에 3개의 밝은 부분(NW knot, SE knot, nucleus)이 존재하고 있고, 이는 핵(nucleus)을 중심으로 북서방향이나 서쪽으로 물질의 흐름이 일어나고 있음을 암시한다. 우리는 직경 10"인 ring과 이의중심에 있는 NW knot의 구조가 은하중심과 일치하지 않음을 발견하였다. 우리는 이러한 구조의 생성 원인에 대해 알아보기 위하여 핵과 knot의 운동학적 특성을 비교하여 보았고, 방출선 영상에서 보이는 차이점을 비교함으로써 활동 은하 중심부의 구조를 살펴보았다.
CFHT 천문대 3.6 m 망원경에 부착된 OASIS 분광기를 사용하여 얻은 자료로부터 continuum, $H{\alpha},\;H{\beta}$, [O III], [N II] 등의 영상을 만들어 활동 은하핵 NGC 5728의 물리적 특성을 분석하였다. NGC 5728의 중심부에 NLR 영역으로 판단되는 약 $15"{\times}12"$ 범위 영역에 3개의 밝은 부분(NW knot, SE knot, nucleus)이 존재하고 있고, 이는 핵(nucleus)을 중심으로 북서방향이나 서쪽으로 물질의 흐름이 일어나고 있음을 암시한다. 우리는 직경 10"인 ring과 이의중심에 있는 NW knot의 구조가 은하중심과 일치하지 않음을 발견하였다. 우리는 이러한 구조의 생성 원인에 대해 알아보기 위하여 핵과 knot의 운동학적 특성을 비교하여 보았고, 방출선 영상에서 보이는 차이점을 비교함으로써 활동 은하 중심부의 구조를 살펴보았다.
The distribution and kinematic information of the continuum, $H{\alpha},\;H{\beta}$, [O III], & [N II] images based on spectroscopic data secured with the OASIS at the Hawaii CFHT 3.6m telescope have been analyzed to study the physical characteristics of NGC 5728. The three bright regions...
The distribution and kinematic information of the continuum, $H{\alpha},\;H{\beta}$, [O III], & [N II] images based on spectroscopic data secured with the OASIS at the Hawaii CFHT 3.6m telescope have been analyzed to study the physical characteristics of NGC 5728. The three bright regions-northwestern knot, southeastern knot, and the nucleus-exist within a $15"{\times}12"$ sky area which seem to indicate gas flows along the northwestern or western direction from the nucleus. We find that the center of a 10" diameter ring is at the northwestern knot, not at the galactic center. To further analyze the formation mechanism of such a ring, the kinematics of the nucleus and knot have been studied and the central structure of the Active Galactic Nuclei has been investigated by comparing various emission images.
The distribution and kinematic information of the continuum, $H{\alpha},\;H{\beta}$, [O III], & [N II] images based on spectroscopic data secured with the OASIS at the Hawaii CFHT 3.6m telescope have been analyzed to study the physical characteristics of NGC 5728. The three bright regions-northwestern knot, southeastern knot, and the nucleus-exist within a $15"{\times}12"$ sky area which seem to indicate gas flows along the northwestern or western direction from the nucleus. We find that the center of a 10" diameter ring is at the northwestern knot, not at the galactic center. To further analyze the formation mechanism of such a ring, the kinematics of the nucleus and knot have been studied and the central structure of the Active Galactic Nuclei has been investigated by comparing various emission images.
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문제 정의
모든 종류의 방출선이 약 1000여개의 lens 모두에 스펙트럼으로 나타나는 것이 아니고, 특정한 지역에서는 강하게 다른 지역에서는 약하게 나타난다. XOASIS를 사용해 만든 특정 방출선에서의 영상을 통해 어느 지역이 강한 방출선을 내는지, 어느 지역이 빠른 속도를 가지고 멀어지거나 팽창하는지 등의 속도 장(velocity field)을 우리는 살펴보고자 한다. 이러한 것을 분석하여 활동 은하핵의 물리적 운동학적 특성을 알 수 있다.
OASIS 와 비슷한 3D 분광기기가 VLT에서 사용되기 시작되고 있는데 광역 대 필터 (broad band filter; U, B, V)를 사용하여 얻은 자료나, 앞에서 언급한 협역대 필터(nmow band filter)를 사용하여 얻은 영상보다, 우리의 경우에서 보듯이 3D 분광선에서 직접 추출한 영상이 훨씬 더 정확한 운동학적 정보나 물리적 특성을 제공해 줌을 확인할 수 있었다. 우리는 다음 연구에서 분광선을 좀 더 세밀히 분석하여 BLR의 특성이 NW knot에도 존재하는지 확인하려한다. 이 존재가 확인되면, NW knot。] 또 다른 초거대 블랙홀일 가능성을 확인해주는 셈이 되며, ring의 생성 기작에 대한 설명에 보다 직접적인 설명이 가능할 것으로 기대해본다.
제안 방법
5k로 CCD의한 화소(pixel)당 약 L9A 파장분해능의 자료를 얻게 한다. MRS] 의해서 HP4861, [0 ⅢJ4959, [0 111]5007 같은 방출선 자료를 얻고, MR2의 관측으로 Ha6563, [N H]6548, [N II]6584같은 방출선의 자료를 얻게 한다. MR1 에의한 관측은 2번의 1800초 노출을 하였고, MR2에 의한 관측은 1800초와, 2700초의 노출이 되어, 모두 4번의 노출을 하여 자료를 얻었는데 MR1의 두 노출과 MR2의 두 노출은 각기 합해졌다.
따라서 2차원으로 배열된 1000개의 렌즈로 은하 중심부의 약 15" X 12"의 영역을 관측하였다. OASIS는 4700-7000A 가시광 파장 영역을 관측하기 위해, 두 개의그리즘(gi ism)을 이용하여 연구하려는 파장범위를 선택하였다. 우리의 관측에서는 0300과 R300의 그리 즘을 사용하였는데, 전자가 MR1이고, 후자가 MR2 로 명명되었고, 각기 4760-5558A과 6210-7008A의 파장 영역 분광 자료를 얻게 해준다.
파장확인을 위한 Ne과 Hg Lamp를, 화소의 빛에 반응도를 고르게 하기 위해 QuaMz와 twilight sky를, 기기 잡음을 제거하기 위한 bias, dark 노출 자료 등을 얻었고, flux를 결정하기 위해 표준성으로 BD + 332642를 관측하였다. 관측 자료는 IRAF를 기본으로 하여 Lyon 천문대 연구팀이 만든 XOASIS를 통해 분석하였는데, 관측자료 분석은 bias-dark 보정, cosmic ray 보정, 파장 결정, flux 보정의 순서로 이루어 졌다.
이러한 것을 분석하여 활동 은하핵의 물리적 운동학적 특성을 알 수 있다. 우리는 XOASIS, IRAF, IDL 등을 이용하여 영상을 세밀히 분석하였는데, 다음 절에서 보듯이 선의 세기의 변화를 나타내기 위해 false color를 사용하였다.
활동은하이다. 우리는 continuum, HI lines, [0 in], [N H]의 영상을 통해 NGC 5728의 운동학적 특성과 구조를 살펴보았다. OASIS자료 중 continuum 을 통해, 중심 부분의 NLR이 구(원)대칭적이지 않고, E-W(동서) 방향으로 길게 늘어져 있음을 확인하였다.
우리는 이 은하의 중심 부분의 방출선에서 보이는 핵 (nucleus)과 ring의 영상을 CFHT OASIS 3-D 자료를 통해 재현하여 연구하였다. 2절에서는 OASIS 관측과 XOASIS등을 통해 영상을 재현하는 방법이 기술되어 있고, 3절에서는 재현된 연속선(continuunD 과방출선(lines)들에서 본 여러 영상에서 보이는 ring과 AGN활동성의 특성이 분석되었다.
(1993)은 WF/PC 1 Hubble 망원경 영상을 통해 극축 방향이 PA- 120-130°로 배열된 크기가 약 10" 즉 약 1 kpc까지 확장되어 있는 bicone 구조를 확인하였다. 우리는 이러한 구조가 우리의 관측에서 보이는지 확인하기 위해 continuum, Ha, 비3, [O Ⅲ], [N II]의 narrow filtei영상을 복원하였으며, 이러한 영상을 면밀히 검토하여 지금까지의 선행에서 주목하지 못했던 단서가 있는지 조사하였다.
1 절에서 언급하였듯이 (1) 잘 정의된 NW knot, (2) 좀 더 확장되어 있는 SE knot, (3) 핵 (nucleus)의 세 부분이 명확히 보인다. 이 은하는 우리로부터 2788 km/s로 후퇴하는데, 이 은하의 운동 좌표계, 즉 이 은하의 고유좌표계(proper flame)의 속도를 0 km/s이라 하고, 세 지점의 운동학적 특성을 비교해보았다. 앞의 Fig.
46로 향해 있으므로, 그림의 윗부분이 N을 향하도록 나타내었다. 파장확인을 위한 Ne과 Hg Lamp를, 화소의 빛에 반응도를 고르게 하기 위해 QuaMz와 twilight sky를, 기기 잡음을 제거하기 위한 bias, dark 노출 자료 등을 얻었고, flux를 결정하기 위해 표준성으로 BD + 332642를 관측하였다. 관측 자료는 IRAF를 기본으로 하여 Lyon 천문대 연구팀이 만든 XOASIS를 통해 분석하였는데, 관측자료 분석은 bias-dark 보정, cosmic ray 보정, 파장 결정, flux 보정의 순서로 이루어 졌다.
대상 데이터
우리의 관측에서는 0300과 R300의 그리 즘을 사용하였는데, 전자가 MR1이고, 후자가 MR2 로 명명되었고, 각기 4760-5558A과 6210-7008A의 파장 영역 분광 자료를 얻게 해준다. 관측에 쓰인 CCD는 EEVI 2kX4.5k로 CCD의한 화소(pixel)당 약 L9A 파장분해능의 자료를 얻게 한다. MRS] 의해서 HP4861, [0 ⅢJ4959, [0 111]5007 같은 방출선 자료를 얻고, MR2의 관측으로 Ha6563, [N H]6548, [N II]6584같은 방출선의 자료를 얻게 한다.
OASIS는 4700-7000A 가시광 파장 영역을 관측하기 위해, 두 개의그리즘(gi ism)을 이용하여 연구하려는 파장범위를 선택하였다. 우리의 관측에서는 0300과 R300의 그리 즘을 사용하였는데, 전자가 MR1이고, 후자가 MR2 로 명명되었고, 각기 4760-5558A과 6210-7008A의 파장 영역 분광 자료를 얻게 해준다. 관측에 쓰인 CCD는 EEVI 2kX4.
데이터처리
11에 제시하였다. 각각의 속도 성분에서 나오는 [0 Ⅲ] 선의 세기를 점선으로 나타내었고, 이 점들을 Gaussian fitting 한 결과를 실선으로 나타내었다. 활동은하 중심 부분의 가스는 3.
성능/효과
가장 강한세기 지역이 노란색, 중간세기가 붉은색, 미약한 세기가 파란색으로 표기되었다. 두 영상을 비교하면, MRS] 의해 관측한 NGC 5728의 영상의 중심부근과 MR2 에 의한 중심 부분이 약 2" 정도 어긋나 있는데, 앞에서 설명하였듯이 flux 보정에 필요한 표준성 관측으로 인해, OASIS field 위치가 약간 변해서 발생한 결과이다. Ha 주위의 continuum과 H0 주위의 continuum 의 모양이 비슷하지만, Ha-continuum의 크기가 조금 더 크고, 최대 밝기 지점이 약간 다른 것처럼 보이는데, 이는 Ha 파장 부근 [N II]의 방출선이 약간 섞여서 생긴 결과로 판단된다.
MRS] 의해서 HP4861, [0 ⅢJ4959, [0 111]5007 같은 방출선 자료를 얻고, MR2의 관측으로 Ha6563, [N H]6548, [N II]6584같은 방출선의 자료를 얻게 한다. MR1 에의한 관측은 2번의 1800초 노출을 하였고, MR2에 의한 관측은 1800초와, 2700초의 노출이 되어, 모두 4번의 노출을 하여 자료를 얻었는데 MR1의 두 노출과 MR2의 두 노출은 각기 합해졌다. Table 1에 OASIS의 MR1, MR2의 특성에 대한 설명이 주어졌다.
우리는 대형 지상망원경이나 HST 영상에서 발견하지 못한 몇 가지 특성을 찾아 낼 수 있었다. OASIS 와 비슷한 3D 분광기기가 VLT에서 사용되기 시작되고 있는데 광역 대 필터 (broad band filter; U, B, V)를 사용하여 얻은 자료나, 앞에서 언급한 협역대 필터(nmow band filter)를 사용하여 얻은 영상보다, 우리의 경우에서 보듯이 3D 분광선에서 직접 추출한 영상이 훨씬 더 정확한 운동학적 정보나 물리적 특성을 제공해 줌을 확인할 수 있었다. 우리는 다음 연구에서 분광선을 좀 더 세밀히 분석하여 BLR의 특성이 NW knot에도 존재하는지 확인하려한다.
우리는 continuum, HI lines, [0 in], [N H]의 영상을 통해 NGC 5728의 운동학적 특성과 구조를 살펴보았다. OASIS자료 중 continuum 을 통해, 중심 부분의 NLR이 구(원)대칭적이지 않고, E-W(동서) 방향으로 길게 늘어져 있음을 확인하였다. 특히 W(서) 쪽 방향으로 제트의 흔적 같은 구조가 보이는데 이 방향으로 많은 가스의 흐름이 있을 가능성, 즉 활동성이 일어나는 방향을 확인하였다.
즉 Ha의 경우 6563A이 아닌 6625A 로 관측된다. 모든 종류의 방출선이 약 1000여개의 lens 모두에 스펙트럼으로 나타나는 것이 아니고, 특정한 지역에서는 강하게 다른 지역에서는 약하게 나타난다. XOASIS를 사용해 만든 특정 방출선에서의 영상을 통해 어느 지역이 강한 방출선을 내는지, 어느 지역이 빠른 속도를 가지고 멀어지거나 팽창하는지 등의 속도 장(velocity field)을 우리는 살펴보고자 한다.
후속연구
우리는 다음 연구에서 분광선을 좀 더 세밀히 분석하여 BLR의 특성이 NW knot에도 존재하는지 확인하려한다. 이 존재가 확인되면, NW knot。] 또 다른 초거대 블랙홀일 가능성을 확인해주는 셈이 되며, ring의 생성 기작에 대한 설명에 보다 직접적인 설명이 가능할 것으로 기대해본다.
이러한 제안이 옳다면, NW knot과 이를 감싸고 있는 장 반경 10"인 ringe 은하 충돌의 결과 생성되는 전형적인 ring일 가능성이 많다. 이에 대한 결론은 분광선으로부터 얻은 운동학적 특성을 자세히 분석해야 내릴 수 있을 것으로 판단된다.
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