[論文レビュー] Search for hybrid morphology radio galaxies from FIRST survey at 1400 MHz

Shobha Kumari, Sabyasachi Pal|arXiv (Cornell University)|Apr 29, 2021

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 67被引用数 10

ひとこと要約

本研究では、1400 MHzで観測されたVLA FIRST調査を用いて、ハイブリッド・モーフォロジー・ラジオ・ソース（HyMoRS）の体系的探索を実施し、33個の新規候補者を同定した。これは、既知のサンプルを顕著に拡大するものである。結果から、HyMoRSは非対称なFR-IおよびFR-IIの形態を示しており、大多数のソースが急勾配のスペクトル指数と光学的対応体を有しており、ジェット-環境相互作用およびFR二分法の解明に貢献していることが示唆される。

ABSTRACT

Hybrid Morphology Radio Sources (HyMoRS) are a very rare subclass of radio galaxies with apparent mixed FR morphology, i.e. these galaxies seem to have an FR-I structure on one side of the core and an FR-II structure on the other side of the core. We systematically searched for HyMoRS using Very Large Array (VLA) Faint Images of the Radio Sky at Twenty-cm (FIRST) survey with 1400 MHz frequency and identified 33 candidate HyMoRS. Our finding significantly increased the known sample size of HyMoRS. HyMoRS may play an essential role in understanding the interaction of jets with the interstellar medium and the much-debated topic of the FR dichotomy. We identified optical counterparts for 29 sources in our catalogue. In our sample of sources, one source (J1106+1355) had quasar-like behaviour. Four sources were BRCLG (Brightest Cluster Galaxies) and six were LRG (Luminous Red Galaxies). We have estimated the spectral index and radio luminosity of HyMoRS in our catalogue, when possible. We found that J1136--0328 was the most luminous source in our sample ($\log L = 27.01$ W Hz$^{-1}$sr$^{-1}$). It was also the farthest HyMoRS (with a redshift $z$ = 0.82) in our sample. With the help of a large sample size of discovered sources, various statistical properties of detected galaxies were studied.

研究の動機と目的

• VLA FIRST調査において、混合されたFR-IおよびFR-II構造を有する希少なハイブリッド・モーフォロジー・ラジオ・ソース（HyMoRS）を体系的に同定すること。
• 現在、全ラジオ銀河の1%未満にとどまっているHyMoRSの既知のサンプルサイズを拡大すること。
• 密度の高い星間・銀河間媒体などの環境要因が、非対称なラジオ形態を形成する役割を果たすかどうかを調査すること。
• FR-I/FR-II二分法境界線との相対的位置を評価するため、HyMoRSのスペクトル的および等価光度的性質を分析すること。
• 光学的対応体を同定し、ホスト銀河タイプ（例：BRCLG、LRG）に基づいてHyMoRSを分類することで、環境依存性を検討すること。

提案手法

• 10,575 deg²の空域をカバーする、1400 MHzで5 arcsecの分解能と0.15 mJyのRMSを持つVLA FIRST調査データを用い、天の川に広がるラジオ源を同定した。
• FRインデックス（R = 2h/d + 0.5）を用いてHyMoRSを定義し、片側でR > 1.5（FR-II）、もう片側で0.5 < R < 1.5（FR-I）を満たすソースを選別した。
• SDSS、Pan-STARRS、NEDの光学カタログと照合し、33個中29個のHyMoRSに対して光学的対応体を同定した。
• 両ラジオ・ローブの電波フレックス密度を測定し、FIRSTおよびNVSSデータを用いてスペクトル指数を計算した。フレックス密度比を用いて非対称性を評価した。
• 赤方偏移とフレックス密度を用いて電波等価光度を推定し、ΛCDM宇宙論（H₀ = 67.4 km s⁻¹ Mpc⁻¹、Ωₘ = 0.315）を適用した。
• ホスト銀河タイプ（例：BRCLG、LRG）による分類と、湾曲したジェットやホットスポットの有無などの形態的特徴を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 FIRST調査におけるHyMoRSの統計的出現頻度はどの程度であり、過去の推定値と比較してどうなるか？
• RQ2 HyMoRSのスペクトル指数および電波等価光度は、FR-I/FR-II二分法境界線と比較してどのように異なるか？
• RQ3 HyMoRSは、特にBRCLGおよびLRGのような異なるホスト銀河タイプにどのように分布しているか？これは環境的要因にどのような示唆を含むか？
• RQ4 HyMoRSに見られるジェットの非対称性および湾曲した形態は、視線方向の投影効果か、環境による破壊の兆候か、どれほど影響を受けているか？
• RQ5 ラジオ・ローブのフレックス密度における観測された非対称性は、相対論的ドップラー効果によるものか、環境密度勾配によるものか、どちらで説明できるか？

主な発見

• FIRST調査において、合計33個のHyMoRSが同定され、この希少なソースの既知のサンプルサイズが顕著に拡大された。
• 2つを除くすべてのHyMoRSが急勾配のスペクトル指数を示しており、これは古くなった電子集団からのシンクロトロン放射を示しており、FR-I/FR-II遷移行動と整合的である。
• 33個中29個（88%）のHyMoRSに対して光学的対応体が同定され、うち16個がSDSS、10個がPan-STARRS、3個がNEDから得られた。
• サンプル内で最も明るいHyMoRSはJ1136–0328で、電波等価光度はlog L = 27.01 W Hz⁻¹ sr⁻¹であった。最も遠方のソースはz = 0.82であった。
• 4つのソースが明るい銀河団中心銀河（BRCLGs）に分類され、6つが明るい赤銀河（LRGs）に分類された。これは、高密度環境への傾向を示唆している。
• 両ラジオ・ローブの平均FRインデックスは、3CRRサンプル内のFR-IおよびFR-IIソースと同等であり、分類の妥当性および環境による非対称性が形態形成に寄与する役割を支持している。