[논문 리뷰] B2 1144+35B, a giant low power radio galaxy with superluminal motion. Orientation and evidence for recurrent activity

G. Giovannini, M. Giroletti외 1명|arXiv (Cornell University)|2007. 08. 29.

Astrophysics and Cosmic Phenomena참고 문헌 12인용 수 12

한 줄 요약

이 연구는 초광속 운동을 보이는 근거리 저출력 라디오은하 B2 1144+35B를 신규 VLBA 및 VLA 관측을 통해 조사하여 제트 구조, 운동량, 밝기 변화를 분석한다. 반제트의 운동량은 0.23 ± 0.07c로 측정되어 시선으로부터 33° ± 7°의 제트 경사도와 0.94c의 진원적 속도를 유도하며, 이는 재발성 AGN 활동과 제트-은하간매질 상호작용을 동반하는 역학적으로 변화하는 시스템에서 강력한 증거를 제공한다.

ABSTRACT

The goal of this work is a detailed study of the nearby, low power radio galaxy B2 1144+35B. For this purpose, we performed new Very Long Baseline Array (VLBA) and Very Large Array (VLA) observations. This source has several properties (bright, nearby, large range of spatial structures, visible counterjet, etc.) that make it an excellent astrophysical laboratory for the study of the evolution of radio jets. Here we report the detection of motion in the counterjet at 0.23 $\pm$ 0.07 c, which allows us to estimate the orientation of the parsec-scale jet at 33$^\circ \pm 7^\circ$ from the line of sight, with an intrinsic velocity of (0.94$^{+0.06}_{-0.11}$)c. We also report on a brightening of the core at high frequencies which we suggest could be the result of a new component emerging from the core. High dynamic range VLBA observations at 5 GHz reveal, for the first time, extended emission connecting the core with the bright complex of emission that dominates the flux density of the parsec scale structure at frequencies below 20 GHz. The evolution of this bright complex is considered and its slow decline in flux density is interpreted as the result of an interaction with the interstellar medium of the host galaxy.

연구 동기 및 목표

• 고해상도 라디오 관측을 통해 저출력 라디오은하 B2 1144+35B의 파섹 규모 제트 구조와 운동학을 연구하기 위해.
• 반제트의 운동량 측정을 통해 제트의 경사도와 진원적 속도를 결정하기 위해.
• 핵과 제트 구성 요소의 성격을 규명하기 위해 밝기 밀도 변화 및 스펙트럼 특성을 조사하기 위해.
• 장기적 변화와 제트-은하간매질 상호작용의 징후를 통해 재발성 AGN 활동의 증거를 검토하기 위해.
• 저광도 AGN 시스템에서 파섹 규모 제트 역학과 킬로파섹 규모 라디오 구조 간의 관계를 이해하기 위해.

제안 방법

• 2002년과 2005년에 5 및 8.4 GHz VLBA 관측을 실시하였으며, 코어 위치 정확도 향상을 위해 보정자 J1130+3815와 J1130+3031를 사용한 단계 기반 보정을 시행하였다.
• AIPS에서 진폭 및 단위 보정을 수행하여 이미지 품질과 동적 범위를 향상시켜 핵과 제트 구성 요소를 해상도 있게 분리하였다.
• 6개 주파수(1.4–43 GHz)에서 A 및 A/B 형식의 VLA 데이터를 확보하여 초당 핵 밝기 변화를 측정하였다.
• 이미지 평면에서 가우시안 피팅을 사용하여 VLA 데이터의 핵 밝기 밀도를 유도하였으며, 이는 파섹 규모 진화와의 비교를 가능하게 하였다.
• 구성 요소 간의 스펙트럼 기울기를 분석하여 자기흡수 핵과 확장된, 더 평평한 스펙트럼을 가진 영역을 구분하였다.
• 특히 구성 요소 A의 감소와 새로운 밀집 구성 요소 B2의 출현을 추적하여 제트-매질 상호작용을 추론하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 B2 1144+35B의 상대론적 제트의 진짜 경사도는 시선 방향에 대해 얼마이며, 그 진원적 속도는 얼마인가?
• RQ2 최근 고주파수 밝아짐을 보이는 핵과 제트 구성 요소의 관측된 밝기 밀도 변화는 무엇에 기인하는가?
• RQ3 관측된 제트 및 반제트 운동량은 제트-반제트 팔 비율과 상대론적 비스듬한 모델과 어떻게 관련이 있는가?
• RQ4 이 저출력 라디오은하에서 재발성 AGN 활동을 뒷받침하는 증거는 무엇이며, 제트 구조와 스펙트럼 특성에 어떻게 반영되는가?
• RQ5 은하간매질과의 상호작용은 제트 구성 요소와 전체 라디오 구조의 진화에 어느 정도의 영향을 미치는가?

주요 결과

• 반제트는 0.23 ± 0.07c의 운동량을 보이며, 이는 시선으로부터 33° ± 7°의 제트 경사도를 정확하게 추정할 수 있게 한다.
• 진원적 제트 속도는 0.94c로 결정되었으며, 90% 신뢰구간은 (0.83–1.05)c로, 상대론적 질량 흐름과 일치한다.
• 5 GHz에서 고역동 범위의 VLBA 이미지에서는 핵(C)과 뚜렷한 제트 복합체(A1, D, E)를 연결하는 확장된 방출 영역을 확인하여 핵과 대규모 제트 구조 간의 물리적 연결성을 확인한다.
• 핵의 밝기 밀도는 고주파수(15–43 GHz)에서 증가하였으며, 이는 몇 년 전에 핵에서 새로운 밀집 구성 요소가 방출된 증거로 해석된다.
• 구성 요소 A는 시간이 지남에 따라 밝기 밀도가著명하게 감소하였으며, 이는 에너지 손실과 은하계의 은하간매질과의 상호작용 때문일 가능성이 높다.
• 스펙트럼 기울기 분석은 핵(C)만이 자기흡수 성분임을 확인하였고, 밀집된 부분 구성 요소(예: B2)는 확장된 낮은 밝기 영역보다 더 평평한 스펙트럼을 가짐을 확인하였다.