[論文レビュー] A Radio Galaxy at z=5.19

Wil van Breugel, C. De Breuck+4 more|ArXiv.org|Apr 21, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 21被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、赤方偏移 z = 5.19 の超遠方の活動銀河核（AGN）である TN J0924-2201 の発見を報告しており、発表当時、最も遠方の既知の活動銀河核である。超急勾配スペクトル選別法により同定され、分光測定では 7530 Å にラムダ・アルファ線が確認され、近赤外画像では、高赤方偏移銀河がこれまでに観測された中で最も初期に形成された可能性がある、多成分構造で、電波方向に整列した形態が示された。

ABSTRACT

We report the discovery of the most distant known AGN, the radio galaxy TN J0924-2201 at z = 5.19. The radio source was selected from a new sample of ultra-steep spectrum (USS) sources, has an extreme radio spectral index alpha_365MHz^1.4GHz = -1.63, and is identified at near-IR wavelengths with a very faint, K = 21.3 +- 0.3 object. Spectroscopic observations show a single emission line at lambda ~ 7530A, which we identify as Ly-alpha. The K-band image, sampling rest frame U-band, shows a multi-component, radio-aligned morphology, typical of lower-redshift radio galaxies. TN J0924-2201 extends the near-IR Hubble, or K-z, relation for powerful radio galaxies to z > 5, and is consistent with models of massive galaxies forming at even higher redshifts.

研究の動機と目的

• 発表当時、最も遠方の既知の AGN を同定・特徴付けること。
• 超急勾配スペクトル（USS）選別法と近赤外画像を用いて、高赤方偏移電波銀河の性質を調査すること。
• 強力な電波銀河の K-z 関係を z > 5 まで拡張することで、質量の大きな銀河形成モデルを検証すること。
• 分光的および画像的解析を通じて、高赤方偏移電波源の赤方偏移と形態を特定すること。

提案手法

• 極めて急勾配な電波スペクトル指数 α₃₆₅MHz¹.⁴GHz = -1.63 を示す、新規に得られた超急勾配スペクトル（USS）源のサンプルから電波源を選別した。
• 光学/紫外線対応体を検出するため、近赤外画像観測を実施し、K = 21.3 ± 0.3 の天体を同定した。
• 赤方偏移を特定するため、λ ~ 7530 Å 付近の単一の発光線を分光観測で同定した。
• 赤方偏移フレームの U バンド画像（K バンドデータ）を用いて、多成分構造で電波方向に整列した形態を分析した。
• 強力な電波銀河の Hubble K-z 関係と比較して、観測された K バンドの明るさと形態を評価した。
• 高赤方偏移（z > 5）における質量の大きな銀河形成モデルとの整合性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超急勾配スペクトル選別法により同定された、最も遠方の既知の AGN の赤方偏移は何か？
• RQ2 z = 5.19 の高赤方偏移電波銀河の形態は、低赤方偏移の類縁体と比べてどのように異なるか？
• RQ3 TN J0924-2201 で観測された発光線は、z = 5.19 におけるラムダ・アルファ線と整合的か？
• RQ4 TN J0924-2201 の K バンド明るさと形態は、Hubble K-z 関係を z > 5 まで拡張するものか？
• RQ5 この銀河の性質は、高赤方偏移における質量の大きな銀河形成モデルと整合するか？

主な発見

• 電波銀河 TN J0924-2201 は赤方偏移 z = 5.19 を示し、発表当時、最も遠方の既知の AGN である。
• 分光観測により、λ ~ 7530 Å 付近の単一の発光線が確認され、z = 5.19 と整合的であるラムダ・アルファ線と同定された。
• 近赤外画像では、低赤方偏移電波銀河に見られる典型的な多成分構造で、電波方向に整列した形態が示され、複雑な構造を示している。
• K バンド明るさは 21.3 ± 0.3 であり、z > 5 の強力な電波銀河における Hubble K-z 関係上に位置している。
• 観測された性質は、z = 5.19 よりもさらに高い赤方偏移で質量の大きな銀河が形成されたモデルと整合的である。
• 極めて急勾配な電波スペクトル指数 α₃₆₅MHz¹.⁴GHz = -1.63 は、超急勾配スペクトル源としての分類を確認した。