[論文レビュー] Radiative ages in a representative sample of low luminosity radio galaxies

P. Parma, M. Murgia+4 more|arXiv (Cornell University)|Dec 22, 1998

Radio Astronomy Observations and Technology被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、B2カタログに属する低光度電波銀河のスペクトル指数の変動を、1.4 GHzおよび5 GHzでのVLA観測を用いて分析し、シンクロトロン損失および逆コンプトン損失を介した相対論的電子の放射的年齢を推定した。放射的年齢は数×10⁷年程度であり、ソースサイズと強く相関しており、周囲ガス密度および等分配条件の妥当な仮定のもとで動的年齢と整合的である。これは、大多数のソースにおいて再加速が最小限であることを示唆している。

ABSTRACT

Two frequency observations, mainly at 1.4 and 5 GHz from the VLA, have been used to study spectral variations along the lobes of some nearby low luminosity radio galaxies that constitute a representative sample selected from the B2 catalogue. The variations of the spectral index have been interpreted as being due to synchrotron and inverse Compton losses and characteristic spectral ages are deduced for the relativistic electrons. The radiative ages are in the range of several 10^7 years. These ages correlate well with the source sizes. They also appear to be consistent with dynamical ages determined from ram-pressure arguments, if we make reasonable assumptions about the ambient gas density and allow for very moderate deviations from the equipartition conditions. There appears to be a significant difference between the radiative ages of sources in our sample and those of more powerful 3CR radio sources. We briefly discuss the possibility of re-acceleration processes and indicate some objects where these may occur.

研究の動機と目的

• スペクトル指数の変動を用いて、低光度電波銀河内の相対論的電子の放射的年齢を特定すること。
• 動的年齢（圧力抵抗力の議論に基づく）と比較することで、ソースの進化を評価すること。
• 低光度ソースとより強力な3CR電波ソースとの間での年齢挙動の違いを調査すること。
• 年齢の不一致に基づいて再加速プロセスの候補を同定すること。
• エネルギーと年齢を推定する際の等分配仮定の妥当性を評価すること。

提案手法

• 非常に大型電波望遠鏡（VLA）を用いて、1.4 GHzおよび5 GHzの二重周波数電波観測を取得した。
• 低光度電波銀河のローブに沿ったスペクトル指数の変動を測定し、電子エネルギー損失を推定した。
• シンクロトロン損失および逆コンプトン損失に基づくスペクトル年齢モデルを適用し、特徴的な放射的年齢を導出した。
• 周囲ガス密度およびソース圧力の仮定のもとで、圧力抵抗力の議論を用いて動的年齢を推定した。
• 等分配およびそのわずかな逸脱を仮定したもとで、放射的年齢と動的年齢を比較した。
• 異常な年齢プロファイルを示すソースを再加速プロセスの候補として特定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 スペクトル年齢に基づく低光度電波銀河内の相対論的電子の放射的年齢は何か？
• RQ2 放射的年齢はソースサイズおよび形状とどのように相関するか？
• RQ3 放射的年齢は、圧力平衡に基づいて導かれた動的年齢と整合的か？
• RQ4 低光度ソースと強力な3CRソースとの間での年齢挙動の違いの意義は何か？
• RQ5 年齢の不一致により、再加速プロセスの証拠を示すソースはどれか？

主な発見

• サンプル内の相対論的電子の放射的年齢は数×10⁷年であり、典型的には10⁷年オーダーである。
• 放射的年齢はソースサイズと強く正の相関を示しており、サンプル全体で一貫した進化時標を支持する。
• 周囲ガス密度が中程度で、等分配からのわずかな逸脱を仮定した場合、放射的年齢は圧力抵抗力の議論から導かれた動的年齢と整合的である。
• 低光度ソースの放射的年齢は、より強力な3CR電波ソースのそれよりも顕著に短く、異なる進化経路を示している。
• 一部のソースは、放射的年齢が著しく長く、再加速プロセスの可能性を示唆する年齢プロファイルを示している。
• 本研究は、標準的な損失モデルのもとで、スペクトル年齢が低光度電波銀河内の電子年齢推定に有効であることを確認した。