[논문 리뷰] Constraining the nature of High Frequency Peakers. II. Polarization properties

M. Orienti, D. Dallacasa|ArXiv.org|2007. 12. 19.

Astrophysics and Cosmic Phenomena참고 문헌 27인용 수 14

한 줄 요약

이 연구는 45개의 고주파 피커(High Frequency Peaker, HFP)에 대한 다중주파수 편광 데이터를 분석하여 젊은 전파원천과 블라자르를 구별한다. 편광 성질, 변동성, 형태학적 특성에 기반하여, 58%는 어떤 주파수에서라도 편광되어 있지만, 66%의 분광형 퀘이사(quasars)는 높은 편광도(m > 1%)를 보이며, 모든 은하계는 편광이 없거나 미미하게 편광되어(<1%) 있어, 대부분의 HFP로 특정된 퀘이사는 젊은 원천이 아니라 블라자르임을 시사한다. 샘플의 약 40%만이 진정한 젊은 전파원천이며, 나머지는 오염물질이다.

ABSTRACT

Aims: The ``bright'' High Frequency Peakers (HFPs) sample is a mixture of blazars and intrinsically small and young radio sources. We investigate the polarimetric characteristics of 45 High Frequency Peakers, from the ``bright'' HFP sample, in order to have a deeper knowledge of the nature of each object, and to construct a sample made of genuine young radio sources only. Methods: Simultaneous VLA observations carried out at 22.2, 15.3, 8.4 and 5.0 GHz, together with the information at 1.4 GHz provided by the NVSS at an earlier epoch, have been used to study the linearly polarized emission. Results: From the analysis of the polarimetric properties of the 45 sources we find that 26 (58%) are polarized at least at one frequency, while 17 (38%) are completely unpolarized at all frequencies. We find a correlation between fractional polarization and the total intensity variability. We confirm that there is a clear distinction between the polarization properties of galaxies and quasars: 17 (66%) quasars are highly polarized, while all the 9 galaxies are either unpolarized (&lt;0.2%) or marginally polarized with fractional polarization below 1%. This suggests that most HFP candidates identified with quasars are likely to represent a radio source population different from young radio objects.

연구 동기 및 목표

• 다양한 주파수에서의 편광 성질을 이용하여 '밝은' 고주파 피커(High Frequency Peaker, HFP) 샘플 내에서 진정한 젊은 전파원천과 블라자르를 구별하는 것.
• 편광 특성이 젊은 밀집 대칭 물체(CSOs)와 블라자르를 구분하는 데 사용될 수 있는지 조사하는 것.
• 밀집하고 NLR에 잠긴 원천과 비추도 블라자르 간의 파라데이 탈편광 효과의 역할을 평가하는 것.
• 밀집 크기, 스펙트럼 전환점, 변동성, 편광도를 동시에 갖춘 특성을 바탕으로 HFP 샘플을 정밀하게 보완하는 것.

제안 방법

• 22.2, 15.3, 8.4, 5.0 GHz에서 동시에 VLA 관측을 수행하여 다중 주파수에서 선형 편광도를 측정하였다.
• 기록된 1.4 GHz NVSS 데이터를 통합하여 스펙트럼 변동성과 편광 진화를 평가하였다.
• 분수적 편광도(m), 회전 측도(RM), 탈편광 효과를 계산하여 파라데이 스크린 영향을 평가하였다.
• 광학적 대응체(은하계 대비 퀘이사/BL Lacs)와 피크스케일 형태학적 특성(비-CSO 유사형 대비 CSO 유사형)을 기반으로 소스를 분류하였다.
• 다중 파장 데이터를 활용하여 편광도와 밀도 변화, 스펙트럼 형태 간의 상관관계를 분석하였다.
• 편광도, RM, 소스 유형 간의 추세를 규명하기 위해 통계적 분석을 적용하였다. 주파수 의존적 탈편광 효과를 포함한 분석을 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 HFP 샘플 내 진정한 젊은 전파원천은 블라자르와 비교해 뚜렷한 편광 성질을 보이는가?
• RQ2 HFP에서 분수적 편광도와 밀도 변화 간에 상관관계가 있는가?
• RQ3 CSO 유사형 형태를 가진 소스는 주변 은하계의 NLR에서 파라데이 효과로 인해 더 강한 탈편광을 보이는가?
• RQ4 HFP 샘플 내 퀴어사들은 은하계보다 더 높은 분수적 편광도를 보이며, 통합 모델의 예측과 일치하는가?
• RQ5 편광 데이터를 통해 혼합된 HFP 샘플에서 순수한 젊은 전파원천 샘플을 분리할 수 있는가?

주요 결과

• 45개의 HFP 중 58%인 26개 소스는 최소한 한 주파수에서 편광되어 있으며, 38%인 17개 소스는 모든 주파수에서 완전히 편광되지 않았다.
• 쿼라사 중 66%인 17개(26개 중)는 높은 편광도를 보이며(분수적 편광도 >1%), 나머지 9개의 은하계는 편광이 없거나 매우 미미하게 편광되어(<0.2% 또는 <1%) 있다.
• 모든 고도의 편광 소스(m > 1%)는 강한 밀도 변화를 보이며, 편광이 없는 소스 중 82%는 유의미한 변화가 없었다.
• CSO 유사형 형태를 가진 소스 중 86%는 완전히 편광되지 않았고, 비-CSO 유사형 소스 중 60%는 모든 주파수에서 높은 편광도를 보였다.
• 회전 측도는 낮은 주파수에서 낮고, 밴드 간 선형적 추세를 보이지 않아, 서로 다른 주파수에서 다른 제트 영역에서 발생하는 방출을 시사한다.
• 진정한 젊은 전파원천의 특성(밀집 크기, 스펙트럼 전환점, 변동성, 편광도)을 모두 만족하는 소스는 22개(약 40%)에 불과하여, 원래 HFP 샘플에 최소 60%의 블라자르 오염물질이 존재함을 시사한다.