[논문 리뷰] The radio galaxies and the magnetic field in Abell 119

L. Feretti, D. Dallacasa외 4명|arXiv (Cornell University)|1999. 02. 01.

Astrophysics and Star Formation Studies인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 아벨 119 은하단 내 세 개의 전파은하에 대한 다중파장 VLA 관측을 통해 은하단 전체에 걸친 자기장이 5–10 μG임을 시사하는 편광 및 파라데이 회전을 규명하였다. 은하단 중심 근처에 위치한 협각미는 구조를 띠는 소스들은 강한 편광 감쇠와 회전을 보이며, 이는 은하단 내부 매질이 자기화되어 있음을 시사한다. 반면 외곽에 위치한 FR I 소스는 최소한의 영향을 받으며, 자기장의 공간적 의존성을 확인한다.

ABSTRACT

We present new, multiwavelength Very Large Array observations of the 3 radio galaxies in the cluster Abell 119: 0053-015, 0053-016 and 3C 29. The first two radio galaxies, which lie close to the cluster center, show a narrow-angle-tailed structure, with many twists in the tails. The third radio source is located at the cluster periphery, and shows an undistorted FR I morphology. All three radio sources are strongly polarized at the highest frequencies, and all three show both more depolarization and higher Faraday Rotation Measures with increasing proximity to the cluster center. We interpret this polarization behaviour as induced by the magneto-ionized intracluster medium, whose magnetic field is estimated to be in the range 5-10 microG.

연구 동기 및 목표

• 아벨 119의 은하단 내부 매질에서의 자기장 구조를 은하단 전파은하의 편광 특성을 이용해 조사한다.
• 은하단 중심으로부터의 거리에 따른 파라데이 회전 및 편광 감쇠의 공간적 변화를 분석하여 자기장 강도와 구조를 추론한다.
• 은하단 환경이 전파소스의 형태와 편광 특성에 미치는 영향을 이해한다.
• 세 개의 서로 다른 전파은하의 편광 데이터를 이용해 은하단 중심부의 자기장 강도를 제약한다.

제안 방법

• 다중 주파수에서의 다중파장 Very Large Array (VLA) 관측을 수행하여 아벨 119의 전파은하의 편광 및 스펙트럼 특성을 연구하였다.
• 선형적 주파수 의존성에 기반한 편광 위치각의 변화를 분석하여 선로상 자기장 성분을 추론하기 위해 파라데이 회전 측정치(RMs)를 계산하였다.
• 은하단 중심으로부터의 거리에 따른 편광 감쇠 수준을 분석하여 은하단 내부 매질의 전자 밀도 및 자기장 변동성을 평가하였다.
• 파라데이 회전 이론을 바탕으로 은하단을 메우는 자기화된 이온화된 플라즈마의 맥락에서 관측된 편광 특성을 해석하였다.
• 전파소스의 형태(예: 협각미는 형태)를 자기장 강도 및 은하단 중심으로부터의 거리와 연관지어 환경적 영향을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 아벨 119의 은하단 내부 매질에서 자기장의 강도와 공간 분포는 어떻게 되는가?
• RQ2 은하단 중심으로부터의 거리에 따라 전파은하에서 파라데이 회전과 편광 감쇠는 어떻게 변화하는가?
• RQ3 왜 두 중앙 전파은하가 비틀린 협각미는 형태를 띠는 반면, 외곽에 있는 소스는 변형되지 않은 FR I 형태를 보이는가?
• RQ4 관측된 전파소스의 편광 행동이 은하단의 자기화된 플라즈마에 의해 어느 정도 결정되는가?

주요 결과

• 두 중앙 전파은하(0053-015 및 0053-016)는 강한 상호작용을 겪고 있음을 시사하는 심한 비틀림을 띠는 협각미는 형태를 보이며, 이는 은하단 매질과의 강한 상호작용을 의미한다.
• 모든 세 전파소스는 고주파에서 강한 편광을 보이며, 은하단 중심으로 갈수록 편광 감쇠가 증가하여 밀도가 높고 자기화된 영역에서 더 큰 파라데이 회전이 일어남을 시사한다.
• 은하단 중심에 가까울수록 파라데이 회전 측정치(RMs)가 증가하여 핵심부에서 선로상 자기장 성분이 더 강하다는 것을 확인한다.
• 은하단 내부 매질의 자기장 강도는 5–10 마이크로가우스(μG) 범위로 추정된다.
• 외곽에 위치한 전파소스(3C 29)는 최소한의 편광 감쇠와 파라데이 회전를 보이며, 더 큰 반경에서 자기장이 약하거나 덜 엉킨 상태임을 시사한다.