[논문 리뷰] VLA Observations of the giant Radio Galaxy 3C 449

L. Feretti, R. A. Perley외 2명|arXiv (Cornell University)|1998. 10. 20.

Astrophysics and Cosmic Phenomena참고 문헌 2인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 거대한 라디오은하 3C 449에 대한 고감도, 고해상도 VLA 다주파수 관측을 통해 플룸과 움푹 들어간 자국 같은 세부 림프 구조를 밝혀내었다. 핵심에서 5 kpc 이내에서 상대론적 제트의 둔화가 관측되었고, 상당한 팔레이 리어 전환을 확인하여 군의 간성간 매질에 위치한 외부 스크린이 존재할 가능성이 제기되었다.

ABSTRACT

In this paper we present multifrequency VLA observations of the giant radio galaxy 3C 449, obtained with high sensitivity and resolution in total intensity and polarized flux. These images show the source morphology in great detail, in particular we detect plumes and wiggles in the low brightness lobes. The source is considerably polarized at all frequencies. The spectral index map between 5 GHz and 8.4 GHz shows that the northern region beyond 1' from the core has a much flatter spectrum than the southern one. We analyse the jet dynamics, and conclude that the jets are relativistic at the beginning, and decelerate significantly within 10" (5 kpc) from the core. We compute the rotation measure, and detect significant values within +-50 rad/m^2 of the expected contribution of our Galaxy. The Faraday effect is likely to originate in an external screen, which is most probably the intergalactic medium of the group of galaxies around 3C pap449.

연구 동기 및 목표

• 고감도 VLA 관측을 활용하여 거대 라디오은하 3C 449의 세부 형태와 편광 구조를 조사하기 위해.
• 전파 플라즈마의 전자 에너지 분포와 노령화를 추론하기 위해 소스 전반에 걸친 스펙트럼 기울기 분포를 분석하기 위해.
• 핵부와 림프 근처의 스펙트럼 및 구조적 특성을 검토하여 제트 역학을 연구하기 위해.
• 회전 측정치(RM)를 측정하고, 소스 환경에서의 팔레이 리어 전환 기원을 규명하기 위해.
• 팔레이 리어 전환이 내부 또는 외부 스크린에서 기인하는지 평가하며, 특히 주변 군의 간성간 매질에서 기인하는지 확인하기 위해.

제안 방법

• 총합 및 편광된 복사량에 대해 고각해상도와 고감도로 5 GHz 및 8.4 GHz에서 다주파수 VLA 관측을 수행하였다.
• 낮은 밝기의 림프, 플룸, 움푹 들어간 자국 등을 포함한 소스 형태의 세부 이미지를 제작하였다.
• 5 GHz와 8.4 GHz 사이의 스펙트럼 기울기 지도를 생성하여 스펙트럼 기울기와 전자 연령을 연구하였다.
• 소스 전반에 걸쳐 회전 측정치(RM)를 계산하여 팔레이 리어 전환 효과와 그 공간 분포를 식별하였다.
• 관측된 RM 값과 은하수 기여도를 비교하여 외부 팔레이 리어 전환 성분을 분리하였다.
• 핵부 근처의 구조적 비대칭성과 스펙트럼 기울기 기울기를 바탕으로 제트 둔화를 모델링하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 3C 449의 림프와 제트의 세부 형태는 무엇이며, 특히 낮은 표면 밝기 영역에서 어떻게 나타나는가?
• RQ2 스펙트럼 기울기는 소스 전반에서 어떻게 변화하는가? 이는 전자 에너지 분포와 연령에 대해 어떤 함의를 갖는가?
• RQ3 관측된 팔레이 리어 전환의 성격과 기원은 무엇인가? 소스 내부인지, 주변 군의 외부인지?
• RQ4 핵심에서 5 kpc 이내에서 제트 역학은 어떻게 변화하는가?
• RQ5 관측된 회전 측정치는 은하수 배경에 의해 기인하는가, 아니면 간성간 매질 내 외부 스크린에 의해 기인하는가?

주요 결과

• VLA 관측은 3C 449의 낮은 밝기 림프에서 이전에 발견되지 않은 플룸과 움푹 들어간 자국을 밝혀내어 복잡한 플라즈마 역학을 시사한다.
• 핵심에서 1' 이상 떨어진 북쪽 림프는 남쪽 림프보다 더 평탄한 스펙트럼 기울기를 보이며, 더 어린 또는 더 에너지가 높은 전자를 시사한다.
• 제트 둔화가 핵심에서 10''(5 kpc) 이내에서 발생하며, 제트가 초기에는 상대론적 속도로 운동하나 이 거리 내에서 크게 둔화됨을 나타낸다.
• 회전 측정치는 ±50 rad/m² 범위 내에서 상당한 값을 보이며, 기대되는 은하수 기여도를 초월하여 외부 팔레이 리어 스크린이 존재함을 시사한다.
• 이 외부 스크린은 3C 449를 수반하는 은하군의 간성간 매질일 가능성이 가장 높으며, 관측된 RM 분포와 일치한다.
• 모든 관측 주파수에서 소스는 높은 편광도를 보이며, 림프 내에서 잘 정렬된 자기장 구조가 존재함을 시사한다.