[論文レビュー] The new sample of Giant radio sources: I. Radio imaging, optical identification and spectroscopy of selected candidates

J. Machalski, M. Jamrozy+1 more|ArXiv.org|Mar 10, 2001

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 20被引用数 36

ひとこと要約

本研究では、1.4 GHzのNVSSおよびFIRST調査から、高解像度の電波画像、深宇宙の光学画像、および分光測定を用いて、宿主銀河を特定し赤方偏移を測定することで、巨大電波源（D ≥ 1 Mpc）の新しいサンプルを提示する。完全なサンプルのうち44％が分光的赤方偏移（すべてz < 0.33）を有しており、70％が1 Mpc以上である。より明るい銀河の光度赤方偏移でも、線形サイズが1 Mpcを超えることが予測され、巨大性が確認された。

ABSTRACT

A new sample of very large angular size radio sources has been selected from the 1.4 GHz VLA surveys: FIRST and NVSS. This sample will be very useful for an observational constraint on the time evolution of double radio sources, especially their size, predicted by numerous analytical models of such evolution (cf. Introduction). In this paper we present radio and optical data for a large fraction of the sample sources. They are: high-frequency VLA maps with very weak radio cores detected, deep optical images showing the identified faint host galaxies not visible on the DSS images, and optical spectra of the identified galaxies brighter than about R ~ 18.5 mag taken with the McDonald Observatory 2.1m telescope. For 15 galaxies (of which 4 do not belong to the complete sample) the redshift has been determined. In the result, 44 per cent of galaxies in the complete sample have redshift data (with one exception all redshifts are less than 0.33), of which 70 per cent have a linear size exceeding 1 Mpc. The photometric redshift estimates for other 11 galaxies with 19 mag

研究の動機と目的

• 巨大電波源（D ≥ 1 Mpc）の均一で大規模なサンプルを同定・特徴付けること。これにより、その進化および集団的性質を研究する。
• NVSSおよびFIRSTのような深宇宙の1.4 GHz電波調査を用いることで、従来のサンプルに見られるバイアスを克服すること。
• 分光測定および光度測定を用いて、代表的なサブセットの電波源の赤方偏移および物理的パラメータ（放射度、サイズ、磁場）を決定すること。
• FRII電波源の進化モデルを検証するため、巨大源のサイズ-放射度-赤方偏移分布を測定すること。

提案手法

• FRII/FRIIに類似した形態、3弧分以上の角サイズ、1.4 GHzの電波フレックス密度が0.5 Jyを超える基準を用いて、NVSSおよびFIRST調査から候補を選定した。
• 巨大候補で以前に検出されていなかった弱いコンパクト核を検出するために、高解像度のVLA電波画像を実施した。
• DSSの写真では見えないほどの明るい銀河が検出されないような、より明るい宿主銀河を同定するために、深宇宙の光学画像を取得した。
• McDonald 2.1m望遠鏡を用いて、15個の銀河（R < 18.5 mag）の光学分光測定を実施し、赤方偏移を決定した。
• 絶対等級の仮定（M_R = -23.65 ± 1.65 mag）に基づき、11個のより明るい銀河（19 < R < 21.7 mag）の光度赤方偏移および物理的パラメータ（放射度、サイズ、磁場）を推定した。
• 等分配磁場およびエネルギー密度を計算し、リブの非対称性を分析することで、年齢および視線方向の影響を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 局所宇宙における巨大電波源（D ≥ 1 Mpc）のうち、何パーセントが分光的赤方偏移を有するか。また、その放射度およびサイズ分布はどのようになるか？
• RQ2 明るさがR > 19 magの弱い宿主銀河の光度赤方偏移推定値は、その推定線形サイズとどのように一致するか。また、それらは巨大性を確認するか？
• RQ3 巨大源のリブの明るさの非対称性は、視線方向の傾斜角とリブの明るさの年齢による減少に起因する年齢差をどの程度反映しているか？
• RQ4 磁場比に基づいて、巨大電波リブの進化において、逆コンプトン損失とシンクロトロン損失のどちらが支配的エネルギー損失機構であるか？
• RQ5 観測された巨大源の集団は、低密度環境にあり、低放射度で古くなった源であると予測するモデルと整合しているか？

主な発見

• 完全なサンプルの44％（15/34）が分光的赤方偏移を有しており、すべてz = 0.33未満であり、そのうち70％が投影線形サイズが1 Mpcを超えていた。
• より明るい銀河（19 < R < 21.7 mag）の光度赤方偏移推定値はz ≈ 0.3–0.5であり、線形サイズが1 Mpcを超えることが予測され、巨大性が確認された。
• 逆コンプトン損失とシンクロトロン損失の比（B_iC / B_me）は2から6の間であり、逆コンプトン損失が巨大源における支配的エネルギー損失機構であることを示している。
• ほとんどの源で、明るいリブが核に近い位置にあり、視線方向の傾斜角とリブ明るさの年齢による減少に起因して、リブが若くより明るいことが一貫している。
• 電波-光学放射度比（log r）と赤方偏移の間には、実際の進化とは無関係に、放射度バイアスに起因する誤った相関が観測された。
• 磁場エネルギー密度と全エネルギー密度の比（B²_me / (B²_iC + B²_me)）は線形サイズと相関しており、リブの老化に関する理論的モデルを支持している。