[論文レビュー] A Search for Molecular Gas in Low Luminosity Radio Galaxies

I. Prandoni, R. A. Laing+4 more|arXiv (Cornell University)|Aug 28, 2006

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、赤方偏移 z < 0.03 の B2 カタログに属する 23 個の低光度電波銀河に対して、IRAM 30m望遠鏡を用いて CO ライン観測を行い、分子ガスの内容と運動を調査した。その結果、HST で観測されたダストディスクを有する銀河に主に分子ガスが検出され、CO ラインプロファイルに秩序だちのある回転が見られることが判明した。これは、FR I 電波銀河における冷却ガスとダストディスクとの間の物理的関連を支持する。

ABSTRACT

We discuss CO spectral line data of a volume-limited sample of 23 nearby (z&lt;0.03) low luminosity radi galaxies, selected from the B2 catalogue. Most of such objects (16/23) have HST imaging. Our aim is to establish the distribution of molecular gas masses in low luminosity radio galaxies, in comparison with other radio source samples, confirm the suggestion that the CO is in ordered rotation, determine its relation to the dust disks observed in these objects with HST and establish targets for future interferometric imaging.

研究の動機と目的

• 低光度電波銀河（FR I）における分子ガス質量の分布を、他の電波源サンプルと比較して明らかにすること。
• CO線放出が秩序だちのある回転を示しており、安定したディスク型ガス構造を示しているかどうかを確認すること。
• HST 影像で観測されたダストディスクと分子ガス（CO）との空間的および動力学的関係を調査すること。
• 今後の干渉計画像化のための有望な標的を特定すること。

提案手法

• 体積限定サンプル（z < 0.03）に属する 9 個の B2 電波銀河に対して、IRAM 30m望遠鏡を用いて CO (1→0) および (2→1) ライン観測を実施した。
• ノイズレベルを約 0.5–2 mK/チャンネルに抑えるために、2 種類の受信器（A100/B100 および A230/B230）とフィルターバンクを用いた。
• チャンネルデータの数値的積分によりラインフラックスを測定し、ライン幅はピーク強度の 50% での全幅として定義した。
• 検出基準を定義：両ラインで T_peak > 2T_rms であり、かつ少なくとも一方のラインが 3T_rms を超過すること。
• 非検出の上限値は、標準的な電波天文手法（Evans et al., 2005）を用いて算出した。
• 3C および UGC サンプルからの既存の CO 測定値と組み合わせ、統計的パワーを向上させた（合計 16/23 個の銀河）。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 低光度電波銀河における分子ガス質量の分布は何か？ 他の AGN サンプルと比較するとどうなるか？
• RQ2 これらの銀河における CO 線放出は、秩序だちのある回転と整合的か？ これはディスク型ガス構造を示唆するか？
• RQ3 分子ガスは、HST 画像で観測されたダストディスクとどの程度空間的に相関しているか？
• RQ4 B2、3C、UGC の電波銀河サンプル間で、分子ガス量や検出率に系統的差異があるか？
• RQ5 今後の干渉計画像化のための分子ガス観測に最も適した候補となる源はどれか？

主な発見

• サンプル内の分子ガス質量は約 10⁷ から 10⁹ M⊙ の範囲を示し、距離に応じて上界は約 10⁷ から約 10⁸ M⊙ に変動した。
• 23 個中 12 個（52%）で CO が検出された。z ≤ 0.023 に正規化した場合、UGC サンプルでは 47%、3C サンプルでは 33%、B2 サンプルでは 75% の検出率を示した。
• すべての CO 検出源で、秩序だちのある回転に一致するラインプロファイルが得られた。特に 2 個の銀河（例：0149+35）で二重ホーン構造が観測された。
• 分子ガス質量（M_H₂）は、IRAS 由来および HST 由来のダスト質量を上回っており、M_H₂ > M_dust(IRAS) > M_dust(HST) であった。これは、異なるスケールでガスとダストがプローブされていることを示唆する。
• CO 線放出と HST で観測されたダストディスクとの強い空間的相関が確認された。CO は、HST 画像でダストディスクが明確に観測された銀河にのみ検出された。
• 特に二重ホーン CO プロファイルを示し、HST で回転するダストディスクが観測された源については、干渉計フォローアップ観測が推奨される。