[論文レビュー] Deceleration of Relativistic Radio Components and the morphologies of Gigahertz Peaked Spectrum Sources

I. A. G. Snellen, R. T. Schilizzi+2 more|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|Jan 29, 1998

Radio Astronomy Observations and Technology被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、ギガヘルツピークスペクトル（GPS）源のcompactで凸型スペクトルの形態が、核から大きな角度に噴出された相対論的電波成分が外部ガス中の抵抗圧力や混合効果によって減速することに起因すると提案する。これらの成分が減速するにつれて、運動方向におけるドップラー効果の増幅により電波の放射度が増加し、非相対論的ミニローブが支配的となる。これにより、GPS源に特徴的な低変動性、compactな二重ローブ構造、凸型スペクトルが説明される。

ABSTRACT

A relativistic radio component, which moves in a direction close to the sky plane, will increase in flux density when it decelerates. This effect is the basis for the qualitative model for GPS galaxies we present in this paper, which can explain their low-variability convex spectrum, their compact double or compact symmetric morphology, and the lack of GPS quasars at similar redshifts. Components are expelled from the nucleus at relativistic speeds at a large angle to the line of sight, and are decelerated (eg. by ram-pressure or entrainment of the external gas) before contributing to a mini-lobe. The young components are Doppler boosted in the direction of motion but appear fainter for the observer. The non-relativistic mini-lobes dominate the structure and are responsible for the low variability in flux density and the convex radio spectrum as well as the compact double angular morphology. Had the same source been orientated at a small angle to the line of sight, the young components would be boosted in the observer's direction resulting in a flat and variable radio spectrum at high frequencies. Hence the characteristic convex spectrum of a GPS source would not be seen. These sources at small angles to the line of sight are probably identified with quasars, and are not recognized as GPS sources, but are embedded in the large population of flat spectrum variable quasars and BL Lac objects. This leads to a deficiency in GPS/CSOs identified with quasars.

研究の動機と目的

• ギガヘルツピークスペクトル（GPS）源のcompactで二重ローブ型の形態と低変動性を説明すること。
• 類似した赤方偏移を示すにもかかわらず、GPS源がクェーサーに観測されないという観測的不足を、方位角と相対論的ビーミング効果の関連づけによって解消すること。
• 減速する相対論的成分の力学的挙動によって、GPS源に特徴的な凸型電波スペクトルを説明すること。
• 同様の固有性を持つにもかかわらず、GPS源が平坦スペクトルで変動が著しいクェーサーとして観測されない理由を説明すること。
• 相対論的噴出から非相対論的ミニローブへの遷移が、観測された電波形態の起源であることをモデル化すること。

提案手法

• 活動銀河核から視線方向に対して大きな角度に噴出する相対論的電波成分をモデル化する。
• 減速過程における運動方向へのドップラー効果の増幅を適用し、放射度の増加を説明する。
• 外部媒質内での減速をモデル化するため、抵抗圧力または混合力（エントレインメント）を組み込む。
• 相対論的成分から非相対論的ミニローブへの電波放射の進化をシミュレートする。
• 視線方向に対して大きな角度と小さな角度に向けられた源のスペクトル的および形態的性質を比較する。
• スペクトル指数の進化を用いて、GPS源における観測された凸型スペクトルとクェーサーにおける平坦スペクトルを説明する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜGPS源は低変動性を示し、compactで二重ローブ型の形態を示すのか？
• RQ2 GPS源に特徴的な凸型電波スペクトルを生じさせる物理的メカニズムは何か？
• RQ3 類似した赤方偏移を示すにもかかわらず、GPS源が平坦スペクトルで変動が著しいクェーサーとして観測されないのはなぜか？
• RQ4 源の視線方向に対する方位角が、その観測スペクトル的および形態的性質に与える影響は何か？
• RQ5 相対論的成分の減速が、GPS源の観測された電波構造をどのように形作るか？

主な発見

• 抵抗圧力または混合効果による相対論的電波成分の減速が、運動方向におけるドップラー効果の増幅により、放射度の増加を引き起こす。
• 減速後に形成される非相対論的ミニローブが観測放射を支配し、compactで二重ローブ型の形態を生じる。
• GPS源の凸型電波スペクトルは、減速中の成分とその非相対論的残渣からの放射の重ね合わせによって生じる。
• 視線方向に対して小さな角度に向けられた源は、強いドップラー効果の増幅により平坦で変動が著しいスペクトルを示すため、クェーサーまたはBL Lac対象と識別される。
• GPSクェーサーが観測されないのは、その平坦で変動が著しいスペクトルのため、GPS源として認識されないからである。
• 本モデルは、スペクトル的および形態的性質が源の方位角と成分の減速に起因することを結びつけることで、クェーサーに観測されないGPS源の欠如を説明する。