[논문 리뷰] Far-Infrared/Millimetre Emission in 3C Ssources. Dust in Radio Galaxies and Quasars

P. Andreani, R. A. E. Fosbury외 2명|arXiv (Cornell University)|2001. 11. 04.

Superconducting and THz Device Technology인용 수 14

한 줄 요약

이 연구는 ISO 및 IRAM 30m 관측을 통해 3C 라디오은하와 퀘이사의 적외선 원거리 및 밀리미터 파장 방출을 분석하며, 라디오은하와 퀘이사의 FIR SED가 놀랍게 유사하다는 것을 밝혀내어, 먼지 재처리에서 기인하는 공통의 기원, 즉 항성 형성과/또는 먼지 토루스에서 유래할 가능성이 있음을 시사한다. 이 유사성은 통합 모델을 지지하며, 반면에 반은 퀘이사가 강한 비열성 mm 방출을 보이며, 나머지 반은 라디오은하와 동일한 열성 먼지 방출 특성을 보인다.

ABSTRACT

We present far-infrared and millimetric observations of a sample of 3C objects. Millimetre data were taken at 1.25 mm with the IRAM 30m antenna feeding the MPIfR bolometer array. Mid-infrared (MIR) and far-infrared (FIR) photometry were carried out with the ISOCAM and ISOPHOT cameras on the ISO Satellite. Additional FIR IRAS observations are also included. We present the entire Spectral Energy Distributions (SEDs) from the UV to radio and discuss the emitting mechanisms. Two composite spectra, one for the radio galaxies and one for the radio quasars, are built in the object rest frame. While the SEDs of the two classes differ, they are indistinguishable in the MIR and FIR range where they probably arise as thermal emission from a dusty torus and a larger-scale (cooler) dust distribution in the host galaxy.

연구 동기 및 목표

• 3C 라디오은하와 퀘이사의 적외선 원거리 및 밀리미터 방출의 기원을 조사하기 위해.
• FIR 방출이 열성 먼지 재처리에서 기인하는지 아니면 비열성 과정에서 기인하는지 확인하기 위해.
• 먼지가 관측된 SED를 형성하는 데 미치는 역할과 통합 AGN 모델에 대한 함의를 평가하기 위해.
• 라디오에서 자외선에 이르는 범위에서 라디오은하와 퀘이사의 스펙트럼 에너지 분포(SED)를 비교하기 위해.

제안 방법

• ISO 위성의 ISOCAM 및 ISOPHOT 기구를 사용하여 적외선 원거리 및 밀리미터 파장 광도를 확보하였다.
• 1.25 mm 밀리미터 데이터는 MPIfR 볼로메터 어레이를 장착한 IRAM 30m 천체망원경을 사용하여 수집하였다.
• UV에서 라디오 파장에 이르는 완전한 SED를 구성하기 위해 IRAS의 추가 FIR 데이터를 ISO 관측과 융합하였다.
• 라디오은하와 퀴사의 고유 프레임에서 복합 SED를 구축하여 그들의 방출 특성을 비교하였다.
• 열성 및 비열성 방출 성분을 구분하기 위해 F1mm/F60μm 광도 비율을 분석하였다.
• 스펙트럼 기울기 및 빛의 강도 추세를 검토하여 스펙트럼 전환의 존재와 방출 메커니즘을 추론하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 3C 라디오은하와 퀴사의 적외선 원거리 및 밀리미터 방출의 기원은 열성 먼지 재처리인지 아니면 비열성 과정인지 무엇인가?
• RQ2 라디오은하와 퀴사의 SED는 FIR 및 서브밀리미터 범위에서 어떻게 비교되며, 이는 통합 AGN 모델에 어떤 함의를 갖는가?
• RQ3 이 소스들에서 FIR 방출을 지배하는 주요 기여 요소로 항성 형성에서 기인하는 먼지 재처리 또는 AGN 토루스가 어느 정도의 기여를 하는가?
• RQ4 어떤 퀴사들은 라디오은하보다 현저히 높은 F1mm/F60μm 비율을 보이며, 이는 그들의 방출 메커니즘에 대해 무엇을 시사하는가?

주요 결과

• 라디오은하와 퀴사의 FIR SED는 놀랍게 유사하며, 이는 먼지 재처리에서 기인하는 공통의 기원을 시사하며, 항성 형성과/또는 먼지 토루스에서 유래할 가능성이 높다.
• 반은 퀴사가 높은 F1mm/F60μm 비율을 보이며, 이는 비열성 성분이 지배적임을 시사하지만, 나머지 반은 라디오은하와 동일한 열성 방출 특성을 보인다.
• 대부분의 소스에서 mm 방출은 240 GHz 이하에서의 라디오 파wer-법칙 스펙트럼 외삽선 아래에 위치해 있어, 240 GHz 이하에서 스펙트럼 전환이 발생함을 시사하며, 라디오 스펙트럼의 굽힘을 암시한다.
• 라디오은하의 경우 F1mm/F60μm 비율은 L60μm가 증가함에 따라 감소하며, 이는 20 K에서 50 K 사이의 온도에서 열 스펙트럼과 일치한다.
• 4개의 라디오은하(280, 356, 289, 322)는 높은 F1mm/F60μm 비율을 보이며, 이는 더 높은 먼지 온도를 암시할 수 있으며, 강한 가열로 인한 것일 수 있다.
• FIR SED의 유사성은 통합 모델을 지지하며, 이는 먼지가 은하 주변과 AGN 주변 모두에 존재함을 시사하지만, 주요 가열원(AGN 대비 항성 형성)은 여전히 불확실하다.