[논문 리뷰] The new sample of Giant radio sources: I. Radio imaging, optical identification and spectroscopy of selected candidates

J. Machalski, M. Jamrozy외 1명|ArXiv.org|2001. 03. 10.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 20인용 수 36

한 줄 요약

이 연구는 고해상도 라디오 영상, 깊은 광학 영상 및 분광측정을 통해 1.4 GHz NVSS 및 FIRST 조사에서 유도된 1 Mpc 이상의 거대 라디오 소스(D ≥ 1 Mpc) 신규 샘플을 제시한다. 전체 샘플 중 44%는 분광적 적색편이를 보이며(모두 z < 0.33), 70%는 1 Mpc 이상의 크기를 가진다. 더 흐린 은하에 대한 광학적 적색편이 추정치 역시 선형 크기가 1 Mpc를 초과함을 예측하여 거대 성질을 확인한다.

ABSTRACT

A new sample of very large angular size radio sources has been selected from the 1.4 GHz VLA surveys: FIRST and NVSS. This sample will be very useful for an observational constraint on the time evolution of double radio sources, especially their size, predicted by numerous analytical models of such evolution (cf. Introduction). In this paper we present radio and optical data for a large fraction of the sample sources. They are: high-frequency VLA maps with very weak radio cores detected, deep optical images showing the identified faint host galaxies not visible on the DSS images, and optical spectra of the identified galaxies brighter than about R ~ 18.5 mag taken with the McDonald Observatory 2.1m telescope. For 15 galaxies (of which 4 do not belong to the complete sample) the redshift has been determined. In the result, 44 per cent of galaxies in the complete sample have redshift data (with one exception all redshifts are less than 0.33), of which 70 per cent have a linear size exceeding 1 Mpc. The photometric redshift estimates for other 11 galaxies with 19 mag

연구 동기 및 목표

• 거대 라디오 소스(D ≥ 1 Mpc)의 진화 및 인구 특성 연구를 위해 균일하고 대규모 샘플을 식별하고 특성화하기 위해.
• 고각해상도 1.4 GHz 라디오 조사(NVSS 및 FIRST)를 활용하여 이전 샘플의 편향을 보완하기 위해.
• 분광측정 및 광학적 측정을 통해 대표적인 부분 샘플에 대해 적색편이 및 물리적 매개변수(광도, 크기, 자기장)를 결정하기 위해.
• 거대 소스의 크기-광도-적색편이 분포를 측정하여 FRII 라디오 소스의 진화 모델을 시험하기 위해.

제안 방법

• FRII/FRII 유사 형태, 각지름 3 arcmin 초과, 1.4 GHz 복사세기 0.5 Jy 이상인 기준을 사용해 NVSS 및 FIRST 조사에서 후보자를 선별함.
• 기존에 감지되지 않은 거대 후보자에서 약한 밀집 핵을 탐지하기 위해 고해상도 VLA 라디오 영상 촬영을 수행함.
• DSS 플레이트에서 보이지 않는 흐린 주변 은하를 식별하기 위해 깊은 광학 영상 촬영을 수행함.
• McDonald 2.1m 망원경을 사용해 R < 18.5 mag인 15개 은하에 대해 광학 분광측정을 수행해 적색편이를 결정함.
• 절대 magnitude 가정(M_R = -23.65 ± 1.65 mag)을 사용해 11개 더 흐린 은하(19 < R < 21.7 mag)의 광학적 적색편이 및 물리적 매개변수(광도, 크기, 자기장)를 추정함.
• 균형 자기장 및 에너지 밀도를 계산하고, 날개 비대칭성을 분석하여 연령 및 방향 효과를 추론함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 국소 우주 내 거대 라디오 소스(D ≥ 1 Mpc) 중 분광적 적색편이를 가진 비율은 얼마이며, 그들의 광도 및 크기 분포는 어떻게 되는가?
• RQ2 R > 19 mag인 흐린 주변 은하에 대한 광학적 적색편이 추정치는 선형 크기와 어떻게 비교되며, 이는 거대 성질을 확인하는가?
• RQ3 거대 소스의 날개 밝기 비대칭성은 선형 방향 기울기와 나이에 따른 날개 광도 감소로 인해 발생하는 연령 차이를 어느 정도 반영하는가?
• RQ4 자기장 비율을 기반으로 볼 때, 역-콤프턴과 싱크로트론 에너지 손실의 역할은 거대 라디오 날개의 진화에서 어떤가?
• RQ5 관측된 거대 소스 인구는 낮은 밀도 환경에서 오래된 낮은 광도 소스를 예측하는 모델과 일치하는가?

주요 결과

• 전체 샘플의 44% (15/34)가 분광적 적색편이를 보이며, 모두 z = 0.33 이하이며, 이 중 70%는 투영 선형 크기가 1 Mpc를 초과한다.
• 11개 더 흐린 은하(19 < R < 21.7 mag)에 대한 광학적 적색편이 추정치는 z ≈ 0.3–0.5를 나타내며, 선형 크기가 1 Mpc를 초과함을 예측하여 거대 성질을 확인한다.
• 역-콤프턴 손실 대 싱크로트론 손실 비율(B_iC / B_me)은 2에서 6 사이로 변동하며, 이는 거대 소스에서 역-콤프턴 손실이 주요 에너지 손실 메커니즘이라는 것을 나타낸다.
• 대체로 더 밝은 날개는 대부분의 소스에서 핵에 더 가까이 위치하며, 이는 선형 방향 기울기와 나이에 따른 날개 광도 감소로 인해 날개가 더 어린 상태임을 일관되게 반영한다.
• 라디오-광학 광도 비율(log r)과 적색편이 사이에 허구적인 상관관계가 관측되며, 이는 본질적 진화가 아니라 광도 편향 때문일 가능성이 높다.
• 자기장 에너지 밀도 대 총 에너지 밀도 비율(B²_me / (B²_iC + B²_me))은 선형 크기와 상관관계를 보이며, 날개 연령 모델 이론에 대한 지지를 제공한다.