[論文レビュー] High frequency peakers. I. The bright sample

D. Dallacasa, C. Stanghellini+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 20, 2000

Radio Astronomy Observations and Technology被引用数 13

ひとこと要約

本論文は、87GB（4.9 GHz）およびNVSS（1.4 GHz）調査のクロス相関を用いて選別された、5 GHzを超えるスペクトルピークを示す55個の高周波ピーク放射源（HFPs）のサンプルを提示する。同時多周波VLA観測を用いて、著者らはこれらのまれでコンパクトな源を、サイズが0.3–3 mas、動的年齢が約10^3年である可能性がある最も若い放射源と特定したが、顕著な変動が見られるため、ドーナツ型（ドーリンプブースト）源による汚染が顕著である可能性がある。

ABSTRACT

Here we present a sample of sources with convex radio spectra peaking at frequencies above a few GHz. We call these radio sources High Frequency Peakers (HFPs). This sample extends to higher turnover frequencies than the samples of Compact Steep Spectrum (CSS) and GHz Peaked Spectrum (GPS) radio sources. HFPs are rare due to the strong bias against them caused by their turnover occurring at frequencies about one order of magnitude higher than in CSS-GPS samples. The sample has been selected by a comparison between the Green Bank survey (87GB) at 4.9 GHz and the NRAO VLA Sky Survey (NVSS) at 1.4 GHz. Then the candidates have been observed with the VLA at 1.365, 1.665, 4.535, 4.985, 8.085, 8.485, 14.96 and 22.46 GHz in order to derive a simultaneous radio spectrum, and remove variable sources from the sample. The final list of genuine HFP sources consists of 55 objects with flux density exceeding 300 mJy at 4.9 GHz at the time of the 87GB observation. Optical identifications are available for 29 of them; 24 are high redshift quasars, 3 are galaxies (one of them has indeed broad lines in the optical spectrum) and 2 are BL Lac objects. The remaining sources are mostly empty fields (17) on the digitised POSS or have uncertain classification (9).

研究の動機と目的

• 従来のGPS/CSSサンプルと比べて著しく高いスペクトル折り返し周波数を示す、コンパクトで若い放射源の新クラスを同定・特徴づけること。
• HFPsが、GPSおよびCSS段階に先行する放射源成長の最も初期段階を表しているかどうかを調査すること。
• HFPsがミリ波およびサブミリ波放射に与える潜在的寄与を踏まえ、宇宙マイクロ波背景（CMB）の前景に果たす役割を評価すること。
• 多周波放射および光学データを用いて、本質的に若いコンパクト源とドーリンプブースト（ビーム化）源を区別すること。
• 等分配仮定およびサイズ-折り返し周波数関係を用いて、HFPsの物理的サイズ、動的年齢、スペクトル進化を特定すること。

提案手法

• 87GB（4.9 GHz）およびNVSS（1.4 GHz）調査のクロス相関を実施し、スペクトルが逆転している（α > 0.5）かつ4.9 GHzで300 mJy以上の高電波源を同定した。
• 1.365–22.46 GHzの同時多周波VLA観測を実施し、全電波スペクトルを構築し、電波の変動を検出した。
• 等分配仮定とスペクトル指数0.75を用いて、成分サイズ（0.3–3 mas）および最大源サイズ（LS）を折り返し周波数関係から推定した。
• O'Dea（1998）の関係式を用いて、折り返し周波数と源サイズの関係を適用し、動的年齢を約10^3年と推定した。
• 光学的同定および分光測定を実施し、源の分類と赤方偏移を特定した。
• 複数のエポックにわたるスペクトル変動を分析し、ピーク周波数や電波の強度の変化が源の拡張またはビーム効果を示すかどうかを評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 5 GHzを超える周波数でピークを示す電波スペクトルの物理的起源は何か？ これらは従来のGPSおよびCSS源とはどのように異なるか？
• RQ2 サイズおよび折り返し周波数の観点から、HFPsがコンパクト対称的対象（CSO）の進化の最も初期段階を表していると考えられるか？
• RQ3 スペクトル変動および形状から、HFPスチューディオがドーリンプブースト（ビーム化）源によってどの程度汚染されているか？
• RQ4 HFPsの推定サイズおよび動的年齢は、放射源進化の若年モデルの予測とどの程度一致するか？
• RQ5 HFPsは、ミリ波およびサブミリ波帯域における宇宙マイクロ波背景（CMB）にどの程度寄与しているか？

主な発見

• 最終的なサンプルは、87GBおよびNVSS調査のクロス相関から選別された、4.9 GHzで300 mJyを超える電波出力を持つ55個の本物のHFP源から構成される。
• HFPsの推定成分サイズは0.3–3 mas、最大源サイズ（LS）は数十masであり、これは一般的なGPS/CSS源と比べて顕著に小さいことを示している。
• 動的年齢の推定値は約10^3年であり、HFPsがコンパクト対称的対象の最も初期の進化段階を表しているという仮説と整合的である。
• スペクトル変動は一般的である：14の源で顕著な電波出力およびスペクトル形状の変化が観測され、1つの源（J1016+0513）ではピーク周波数が約22 GHzから7.1 GHzにシフトしており、純粋な拡張によるものと仮定すると、拡張速度が約15.6cに達する可能性がある。
• 光学的同定により、24個の高赤方偏移クェーサー、3個の銀河（うち1つは幅広い線を示す）、2個のBLラクチュルオブジェクト、および17個の光学的対応物なしまたは分類が不明な源が確認された。
• 一部の源における顕著な変動およびスペクトル変化は、ドーリンプブースト（ドーリンプブースト）源による顕著な汚染を示唆しており、すべてのHFPsが本質的に若い源であるという仮定に疑問を呈している。