[논문 리뷰] HST images and properties of the most distant radio galaxies

L. Pentericci, H. J. A. Röttgering외 5명|arXiv (Cornell University)|1998. 09. 04.

Radio Astronomy Observations and Technology참고 문헌 1인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 적색이동 z = 2.3–3.6인 11개의 고적성도자성 은하계에 대한 허블 우주망원경(HST) WFPC2 이미지를 제시하며, 융합 시스템을 암시하는 덩어리지고 비정형적인 형태를 드러낸다. 자외선 연속성 방출은 라디오 축을 따라 연장되어 있지만, 정렬 특성은 다양하여 여러 물리적 메커니즘이 작용함을 시사하며, 결과적으로 고적성도자성 은하계는 현재의 가장 밝은 은하단계 은하로 진화하고, 자외선 드롭아웃 은하의 집합으로 기원할 수 있음을 시사한다.

ABSTRACT

We present Hubble Space Telescope images of 11 high redshift radio galaxies (between $z=2.3$ and $z=3.6$). The galaxies were observed with the WFPC2 camera in a broad band filter (F606W or F707W, roughly equivalent to V or R-band), for 2 orbits each. We find that on the scale of the HST observations there is a wide variety of morphological structures of the hosting galaxies: most objects have a clumpy, irregular appearance, consisting of a bright nucleus and a number of smaller components, suggestive of merging systems. Some observed structures could be due (at least partly) to the presence of dust distributed through the galaxies. The UV continuum emission is generally elongated and aligned with the axis of the radio sources, however the characteristics of the ``alignment effect'' differ from case to case, suggesting that the phenomenon cannot be explained by a single physical mechanism. We compare the properties of our radio galaxies with those of the UV dropout galaxies and conclude that (i) the most massive radio galaxies may well evolve from an aggregate of UV dropout galaxies and (ii) high redshift radio galaxies probably evolve into present day brightest cluster galaxies.

연구 동기 및 목표

• 고적성도자성 은하계의 형태학적 및 구조적 성질을 고적성도자성 은하계(z = 2.3–3.6)에서 연구하기.
• 자외선 연속성 방출과 라디오 구조 간의 정렬을 분석하여 정렬 효과의 물리적 메커니즘을 이해하기.
• 고적성도자성 은하계와 자외선 드롭아웃 은하를 비교하여 그 진화적 연관성 탐색하기.
• 이 은하계들이 현재의 가장 밝은 은하단계 은하로 향하는 진화 경로를 규명하기.

제안 방법

• 광대역 필터(F606W 또는 F707W)를 사용한 허블 우주망원경 WFPC2 이미지 확보(해당 필터는 V 또는 R 대역에 해당).
• 형태 분석에 충분한 깊이를 확보하기 위해 각 11개의 고적성도자성 은하계에 대해 각각 2개의 궤도를 관측.
• 이미지 분석을 통해 밝은 핵 및 밀집된 덩어리와 같은 구조적 구성 요소를 식별하고, 그들의 공간 분포 평가.
• 자외선 연속성 형태와 라디오 소스 축 간의 비교를 통해 정렬 효과를 정량화.
• 관측된 성질을 자외선 드롭아웃 은하의 성질과 교차 비교하여 진화적 연관성 평가.
• 형태적 특징의 통계적 및 시각적 비교를 통해 진화 경로와-dust 함량 추론.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 z = 2.3–3.6인 가장 먼 라디오 은하계에 나타나는 형태학적 구조는 무엇이며, 이는 그들의 형성에 어떤 함의를 갖는가?
• RQ2 자외선 연속성 방출은 라디오 축과 어떻게 정렬되어 있으며, 이는 정렬 효과를 이끄는 물리적 메커니즘에 대해 어떤 함의를 갖는가?
• RQ3 고적성도자성 은하계는 어떤 정도로 자외선 드롭아웃 은하와 형태학적 및 광학적 성질에서 유사한가?
• RQ4 고적성도자성 은하계의 진화 경로를 현재의 가장 밝은 은하단계 은하로 추적할 수 있는가?

주요 결과

• 은하계의 주은하들은 밝은 핵과 다수의 밀집된 구성 요소를 지닌 덩어리지고 비정형적인 형태를 보이며, 지속적이거나 최근의 융합 활동을 암시한다.
• 은하 내부의 먼지 분포가 특히 비대칭적이거나 덩어리진 방출을 보이는 일부 시스템에서 관측된 구조적 특징에 기여할 수 있다.
• 일반적으로 자외선 연속성 방출은 라디오 소스 축을 따라 연장되어 정렬되어 있지만, 개별 대상 간의 정렬 특성은 상당한 차이를 보인다.
• 정렬 형태의 다양성은 모든 소스에서 정렬 효과를 설명할 수 있는 단일한 물리적 메커니즘이 존재하지 않음을 시사한다.
• 가장 질량이 큰 고적성도자성 은하계는 여러 자외선 드롭아웃 은하의 융합에서 기인할 가능성이 높다.
• 고적성도자성 은하계는 현재의 가장 밝은 은하단계 은하의 조상로 강력한 후보자이다.