[논문 리뷰] The ``angular size - redshift'' relation for compact radio structures in quasars and radio galaxies

Leonid Gurvits, K. I. Kellermann외 1명|arXiv (Cornell University)|1998. 12. 01.

Radio Astronomy Observations and Technology인용 수 12

한 줄 요약

이 논문은 5 GHz에서의 330개의 VLBI 맵을 사용하여 활성은하핵과 라디오은하에서의 균형된 라디오 소스의 각지름-적색편이 관계를 조사한다. 연구 결과, 이 관계는 감속 파rameter q₀ ≈ 0.21을 가진 표준 프리드만-로버트슨-워커 모델과 일치하며, 스펙트럼 지수 −0.38 < α < 0.18 이며 빛의 강도 > 10²⁶ W/Hz인 소스에 국한할 경우 진화나 선택 효과가 필요하지 않음을 시사한다.

ABSTRACT

We discuss the ``angular size - redshift'' relation for compact radio sources distributed over a wide range of redshifts 0.01 &lt; z &lt; 4.73. Our study is based on a sample of 330 5 GHz VLBI contour maps taken from the literature. Unlike extended source samples, the ``angular size - redshift'' relation for compact radio sources appears consistent with the predictions of standard Friedmann world models with q_o ~ 0.5 without the need to consider evolutionary or selection effects due to a ``linear size -- luminosity'' dependence. By confining our analysis to sources having a spectral index, -0.38 &lt; alpha &lt; 0.18, and a total radio luminosity greater than 10^{26} W/Hz, we are able to restrict the dispersion in the ``angular size -- redshift'' relation. The best fitting regression analysis in the framework of the Friedmann-Robertson-Walker model gives the value of the deceleration parameter q_o = 0.21 +- 0.30 if there are no evolutionary or selection effects due to a ``linear size -- luminosity'', ``linear size -- redshift'' or ``linear size -- spectral index'' dependence.

연구 동기 및 목표

• 광범위한 적색편이 범위(0.01 < z < 4.73)에서 균형 라디오 소스의 각지름-적색편이 관계를 검토하기 위해.
• 관측된 관계가 표준 프리드만-로버트슨-워커 천체역학 모델을 지지하는지 테스트하기 위해.
• 특정 스펙트럼 지수와 빛의 강도를 갖는 소스를 선택하여 관계의 산란을 최소화하기 위해.
• 진화나 선택 효과(크기-빛의 강도 또는 크기-적색편이 의존성 등)가 데이터를 설명하기 위해 필요한지 평가하기 위해.
• 진화나 선택 효과가 없다는 가정 하에 감속 파arameter q₀의 최적 피팅 값을 결정하기 위해.

제안 방법

• 문헌에서 확보한 균형 라디오 소스에 대한 330개의 5 GHz VLBI 등고선도 분석.
• 산란을 줄이기 위해 스펙트럼 지수 −0.38 < α < 0.18 이며 총 라디오 빛의 강도 > 10²⁶ W/Hz인 소스 선택.
• 프리드만-로버트슨-워커 천체역학 프레임워크 내에서의 회귀 분석 적용.
• 각지름-적색편이 관계를 사용하여 천체역학적 파arameter, 특히 q₀를 추론하기 위해.
• 관측된 각지름을 표준 천체역학 모델 하에서의 이론적 예측과 비교하기 위해.
• 잔차 산란 평가를 통해 진화나 선택 효과가 필요한지 평가하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 균형 라디오 소스의 각지름-적색편이 관계는 표준 프리드만-로버트슨-워커 천체역학 모델의 예측과 일치하는가?
• RQ2 각지름-적색편이 관계의 관측 산란은 내재된 소스 진화나 선택 효과로 설명될 수 있는가?
• RQ3 진화나 선택 효과가 없다는 가정 하에 감속 파arameter q₀의 최적 피팅 값은 무엇인가?
• RQ4 특정 스펙트럼 지수와 빛의 강도를 갖는 소스로 샘플을 제한할 경우 천체역학 모델과의 일치도는 어떻게 변화하는가?
• RQ5 크기-빛의 강도나 크기-적색편이 의존성을 도입하지 않고도 각지름-적색편이 관계를 천체역학적 거리 지표로 사용할 수 있는가?

주요 결과

• 균형 라디오 소스의 각지름-적색편이 관계는 감속 파arameter q₀ ≈ 0.21을 가진 표준 프리드만-로버트슨-워커 모델과 일치한다.
• 진화나 선택 효과가 없다는 가정 하에 q₀의 최적 피팅 값은 0.21 ± 0.30이다.
• 스펙트럼 지수 −0.38 < α < 0.18 이며 빛의 강도 > 10²⁶ W/Hz인 소스로 샘플을 제한함으로써 관계의 산란이 크게 감소한다.
• 관측된 데이터는 각지름-적색편이 관계를 설명하기 위해 진화나 선택 효과(크기-빛의 강도 또는 크기-적색편이 의존성 등)를 포함할 필요가 없다.
• 결과는 비표준 물리학이나 소스 진화를 도입할 필요 없이 표준 천체역학 모델을 지지한다.
• 이 연구는 적절한 샘플 선택 조건 하에서 활성은하핵과 라디오은하의 균형 라디오 구조물이 신뢰할 수 있는 천체역학 지표로 활용될 수 있음을 확인한다.