[논문 리뷰] The radio source B 1834+620: A double-double radio galaxy with interesting properties

A. P. Schoenmakers, A. G. de Bruyn외 2명|CERN Bulletin|1999. 12. 07.

Radio Astronomy Observations and Technology인용 수 33

한 줄 요약

이 논문은 두 개의 정렬된 내재된 FRII 유형의 은하간 방사선 날개를 지닌 이중-이중 전파 은하(DDRG)인 B 1834+620을 제시한다. 여기서 재기동된 제트가 더 오래된 더 큰 코코넛 내부에 내부 날개를 형성하였다. 관측 결과 내부 날개는 0.19–0.29c의 속도로 진행 중이며, 이는 260만~580만 년의 청소년기 연령을 나타낸다. 주변 매질의 밀도는 극도로 낮으며(≤8×10⁻⁷ cm⁻³), 이는 저밀도 환경에서 재기동 제트 모델을 지지한다.

ABSTRACT

We present a study of the peculiar radio galaxy B 1834+620. It is characterised by the presence of a 420-kpc large edge-brightened radio source which is situated within, and well aligned with, a larger (1.66 Mpc) radio source. Both sources apparently originate in the same host galaxy, which has a R_s-magnitude of 19.7 and a redshift of 0.5194, as determined from the strong emission-lines in the spectrum. We have determined the rotation measures towards this source, as well as the radio spectral energy distribution of its components. The radio spectrum of the large outer source is steeper than that of the smaller inner source. The radio core has a spectrum that peaks at a frequency of a few GHz. The rotation measures towards the four main components are quite similar, within $\sim\!2$ rad m$^{-2}$ of 58 rad m$^{-2}$. They are probably largely galactic in origin. We have used the presence of a bright hotspot in the northern outer lobe to constrain the advance velocity of the inner radio lobes to the range between 0.19c and 0.29c, depending on the orientation of the source. This corresponds to an age of this structure in the range between 2.6 and 5.8 Myr. We estimate a density of the ambient medium of the inner lobes of $\la 1.6 imes 10^{-30}$ gr\,cm$^{-3}$ (particle density $\la 8 imes 10^{-7}$ cm$^{-3}$). A low ambient density is further supported by the discrepancy between the large optical emission-line luminosity of the host galaxy and the relatively low radio power of the inner lobes.

연구 동기 및 목표

• 이상한 전파 소스 B 1834+620의 전파 및 광학적 성질을 조사하여 이중-이중 전파 은하(DDRG)로 확인한다.
• 내부 및 외부 전파 날개의 운동학적 및 환경적 성질을 규명하며, 이들의 연령과 주변 매질의 밀도를 결정한다.
• 특히 핫스팟의 비대칭성과 스펙트럼 성질을 분석하여 재기동 제트 시나리오가 DDRG 형태의 기원임을 시험한다.
• 로테이션 측정치와 핫스팟 밝기 비율을 이용하여 소스의 기하학적 구조와 기울기를 제약한다.

제안 방법

• WSRT, VLA 및 NVSS/WENSS 조사에서 다중 주파수(325–8460 MHz) 전파 연속 스펙트럼 영상 촬영을 통해 소스의 구조와 스펙트럼 기울기를 매핑한다.
• 광학 스펙트럼 측정 및 R_s-대역 영상 촬영을 통해 주변 은하의 적색편이(0.5194), 등급(19.7), 그리고 발광선 빛의 강도를 결정한다.
• 편광된 방출의 로테이션 측정 분석을 통해 자기장 구조를 추론하고 은하계 기여도를 추정한다.
• 핵과 날개의 스펙트럼 에너지 분포(SED) 모델링을 통해 스펙트럼 기울기와 스펙트럼 피크를 규명한다.
• 핫스팟 밝기와 날개의 비대칭성을 이용한 운동학적 모델링을 통해 내부 날개의 진행 속도를 추정한다.
• 내부 날개와 주변 매질 간의 압력 평형 조건을 가정하고 최소 압력 조건을 적용하여 밀도를 추정한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 B 1834+620에서 관측된 내재된 이중-이중 형태의 원인은 무엇인가?
• RQ2 내부 전파 날개의 연령과 진행 속도는 얼마이며, 다른 FRII 전파 은하들과 비교해보면 어떻게 되는가?
• RQ3 내부 날개를 둘러싼 주변 밀도는 얼마이며, 재기동 제트 모델의 예측과 비교해보면 어떻게 되는가?
• RQ4 왜 북쪽 외부 날개에만 밝은 핫스팟이 존재하는가? 이는 소스의 기울기와 활동력 역사에 대해 어떤 함의를 갖는가?
• RQ5 관측된 로테이션 측정치와 스펙트럼 에너지 분포는 재기동 제트 시나리오를 지지하는가, 아니면 도전하는가?

주요 결과

• B 1834+620의 내부 전파 날개는 0.19c에서 0.29c 사이의 속도로 진행 중이며, 이는 260만 년에서 580만 년의 청소년기 연령에 해당한다.
• 네 개의 주요 구성 요소 방향의 로테이션 측정치는 약 58 rad m⁻²로 일관되며, 주로 은하계 기원임을 시사한다.
• 외부 소스의 전파 스펙트럼은 내부 소스보다 더 기운다. 핵의 스펙트럼은 몇 GHz에서 피크를 이룬다.
• 내부 날개를 둘러싼 주변 매질의 밀도는 약 ≤1.6×10⁻³⁰ g cm⁻³ (≤8×10⁻⁷ cm⁻³)로 추정되며, 재기동 제트 모델의 예측보다 현저히 낮다.
• 주변 은하의 광학 발광선 빛의 강도는 내부 날개의 낮은 전파 출력에 비해 높으며, 이는 저밀도 환경을 더욱 지지한다.
• 북쪽 외부 날개에만 밝은 핫스팟이 존재하며, 남쪽 날개 대비 밝기 비율이 약 20배로, 고속 비대칭 제트 모델을 지지하며 소스의 기울기를 제약한다.