[論文レビュー] Far-Infrared/Millimetre Emission in 3C Ssources. Dust in Radio Galaxies and Quasars

P. Andreani, R. A. E. Fosbury+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 4, 2001

Superconducting and THz Device Technology被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、ISOおよびIRAM 30mの観測を用いて、3C電波銀河およびクェーサーの遠赤外線およびミリメートル波長の放射を分析した。その結果、電波銀河およびクェーサーのFIR SEDは顕著に類似しており、星形成および／またはほこりだらけのトルスからのほこり再放射に起因する共通の起源を示唆している。この類似性は、統一モデルを支持しており、半数のクェーサーは強力な非熱的ミリ波放射を示すが、残りの半数は電波銀河と同様に熱的ほこり放射の性質を示している。

ABSTRACT

We present far-infrared and millimetric observations of a sample of 3C objects. Millimetre data were taken at 1.25 mm with the IRAM 30m antenna feeding the MPIfR bolometer array. Mid-infrared (MIR) and far-infrared (FIR) photometry were carried out with the ISOCAM and ISOPHOT cameras on the ISO Satellite. Additional FIR IRAS observations are also included. We present the entire Spectral Energy Distributions (SEDs) from the UV to radio and discuss the emitting mechanisms. Two composite spectra, one for the radio galaxies and one for the radio quasars, are built in the object rest frame. While the SEDs of the two classes differ, they are indistinguishable in the MIR and FIR range where they probably arise as thermal emission from a dusty torus and a larger-scale (cooler) dust distribution in the host galaxy.

研究の動機と目的

• 3C電波銀河およびクェーサーにおける遠赤外線およびミリ波長放射の起源を調査すること。
• FIR放射が熱的ほこり再放射から生じるのか、非熱的プロセスから生じるのかを特定すること。
• ほこりが観測されたSEDの形をどのように決定づけるか、およびAGNの統一モデルに与える意味を評価すること。
• 電波から紫外線にわたる範囲における電波銀河およびクェーサーのスペクトルエネルギー分布（SED）を比較すること。

提案手法

• 遠赤外線およびミリ波長の光度測定は、ISO衛星のISOCAMおよびISOPHOT機器を用いて行った。
• 1.25 mmでのミリ波データは、MPIfRボロメータアレイを装備したIRAM 30m電波望遠鏡を用いて収集した。
• UVから電波波長にわたる完全なSEDを構築するために、IRASからの追加的なFIRデータとISO観測データを統合した。
• 電波銀河およびクェーサーの共通のrestフレームSEDを構築し、その放射特性を比較した。
• 熱的および非熱的放射成分を区別するために、F1mm/F60μmのフラックス比を分析した。
• スペクトル指数およびランクの傾向を検討し、スペクトルの折り返し（turnover）の有無および放射メカニズムを推察した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 3C電波銀河およびクェーサーにおける遠赤外線およびミリ波長放射の起源は、熱的ほこり再放射か非熱的プロセスか、どちらであるか？
• RQ2 電波銀河およびクェーサーのFIRおよびサブミリ波長範囲におけるSEDはどのように比較できるか？ これはAGNの統一モデルにどのような含意を持つのか？
• RQ3 これらの源におけるFIR放射の主な支配的要因として、星形成からのほこり再放射またはAGNトルスからのもの、どちらが顕著か？
• RQ4 なぜ一部のクェーサーは電波銀河よりも顕著に高いF1mm/F60μm比を示すのか？ これはその放射メカニズムに何を示唆しているのか？

主な発見

• 電波銀河およびクェーサーのFIR SEDは顕著に類似しており、星形成および／またはほこりだらけのトルスからのほこり再放射に起因する共通の起源を示している。
• 半数のクェーサーは高いF1mm/F60μm比を示しており、非熱的成分が支配的であることを示唆しているが、残りの半数は電波銀河と同様に熱的放射の性質を示している。
• 大多数の源において、ミリ波のフラックスは240 GHz未満で発生する電波のパワーロウ法則の外挿線の下に位置しており、240 GHz未満でスペクトルの折り返しがあることを示しており、電波スペクトルの湾曲を示唆している。
• 電波銀河では、L60μmが増加するにつれてF1mm/F60μm比が低下しており、20 Kから50 Kの温度範囲における熱的スペクトルと整合的である。
• 4つの電波銀河（280, 356, 289, 322）は高いF1mm/F60μm比を示しており、より高いほこり温度である可能性を示唆しており、強力な加熱要因がある可能性がある。
• FIR SEDの類似性は、統一モデルを支持しており、宿主銀河およびAGN周辺にほこりが存在することを示しているが、主な加熱源（AGN対星形成）についてはまだ不明である。