[論文レビュー] The radio galaxies and the magnetic field in Abell 119

L. Feretti, D. Dallacasa+4 more|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 1999

Astrophysics and Star Formation Studies被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、アベル119銀河クラスタ内の3つの電波銀河について、マルチウェーブレングスVLA観測を実施し、偏光放射およびファラデー回転の兆候を明らかにした。これにより、クラスタ規模の磁界が5–10 μGの強さであることが示された。クラスタ中心部に位置する狭帯域テール構造を示す源は、強い去偏光および回転を示しており、磁化された銀河間物質と整合的である。一方、周縁部に位置するFR I型源は、最小限の影響を受けており、磁界の空間的依存性が裏付けられた。

ABSTRACT

We present new, multiwavelength Very Large Array observations of the 3 radio galaxies in the cluster Abell 119: 0053-015, 0053-016 and 3C 29. The first two radio galaxies, which lie close to the cluster center, show a narrow-angle-tailed structure, with many twists in the tails. The third radio source is located at the cluster periphery, and shows an undistorted FR I morphology. All three radio sources are strongly polarized at the highest frequencies, and all three show both more depolarization and higher Faraday Rotation Measures with increasing proximity to the cluster center. We interpret this polarization behaviour as induced by the magneto-ionized intracluster medium, whose magnetic field is estimated to be in the range 5-10 microG.

研究の動機と目的

• アベル119の銀河間物質における磁界構造を、クラスタ内電波銀河からの偏光放射を用いて調査すること。
• 磁界の空間的変化を、ファラデー回転および去偏光の変化から特定し、磁界強度および配置を推定すること。
• クラスタ環境が電波源の形態および偏光特性に与える影響を理解すること。
• 3つの異なる電波銀河からの偏光データを用いて、クラスタ中心部の磁界強度を制約すること。

提案手法

• アベル119の電波銀河の偏光およびスペクトル的性質を調査するため、複数周波数でのマルチウェーブレングス・ヴァリエーション・アレイ（VLA）観測を実施した。
• 線形偏光位置角の周波数依存的変化から、ファラデー回転測定値（RMs）を算出し、視線方向の磁界成分を推定した。
• 銀河間物質内の電子密度および磁界の揺らぎを評価するため、クラスタ中心からの距離関数としての去偏光レベルを分析した。
• ファラデー回転理論を用い、クラスタを満たす磁化されたイオン化プラズマの文脈で観測された偏光特性を解釈した。
• 磁界強度およびクラスタ中心からの距離と関連づけて、電波源の形態（例：狭帯域テール）を相関させ、環境要因の影響を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アベル119の銀河間物質における磁界の強度および空間的分布は何か？
• RQ2 電波銀河におけるファラデー回転および去偏光は、クラスタ中心からの距離に応じてどのように変化するか？
• RQ3 なぜ2つの中心部電波銀河はねじれた狭帯域テール構造を示すのに対し、周縁部の源は歪みのないFR I型形態を示すのか？
• RQ4 観測された偏光行動のうち、どれくらいがクラスタの磁化プラズマに起因するものか？

主な発見

• 中心部の2つの電波銀河（0053-015および0053-016）は、強いクラスタ物質との相互作用を示す、著しくねじれた狭帯域テール構造を示している。
• 3つの電波源すべてが高周波数で強い偏光を示し、クラスタ中心に近づくにつれて去偏光が進行しており、密度が高く磁化された領域でより大きなファラデー回転が生じていることが示唆された。
• ファラデー回転測定値（RMs）は、クラスタ中心に近づくほど増加しており、核部に強い視線方向の磁界成分があることを確認した。
• 銀河間物質内の磁界強度は、5–10マイクロガウス（μG）の範囲にあると推定された。
• 周縁部に位置する電波源（3C 29）は、最小限の去偏光およびファラデー回転を示しており、大半の半径で弱いか、より複雑にねじれていないうねりの少ない磁界と整合的であった。