[논문 리뷰] VLBI imaging of extremely high redshift quasars at 5 GHz

Z. Paragi, S. Frey외 6명|arXiv (Cornell University)|1999. 01. 28.

Radio Astronomy Observations and Technology참고 문헌 2인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 1992년 9월 글로벌 및 유럽 VLBI 네트워크를 사용하여 5 GHz에서 10개의 극도로 고적성도를 가진 활성은하핵(은하핵의 적성도 z > 3)의 VLBI 이미지를 제시한다. 관측 결과 대부분의 천체가 비대칭적인 구조를 가진 분해능을 보였으며, 특히 z = 4.72인 1428+423은 알려진 바에 비해 가장 먼 전파-강한 활성은하핵으로서, 2.0 × 1.4 마이크로초각 해상도에서 약간만 분해능이 확보되었다.

ABSTRACT

We present very long baseline interferometry (VLBI) images of ten very high redshift (z>3) quasars at 5 GHz. The sources 0004+139, 0830+101, 0906+041, 0938+119 and 1500+045 were observed in September 1992 using a global VLBI array, while 0046+063, 0243+181, 1338+381, 1428+423 and 1557+032 were observed in October 1996 with the European VLBI Network and Hartebeesthoek, South Africa. Most of the sources are resolved and show asymmetric structure. The sample includes 1428+423, the most distant radio loud quasar known to date (z=4.72). It is barely resolved with an angular resolution of about 2.0*1.4 mas.

연구 동기 및 목표

• 매우 높은 적성도를 가진 활성은하핵(은하핵의 적성도 z > 3)을 5 GHz에서 매우 긴 기준 간섭계(VLBI)를 사용하여 이미징하여 그 밀집된 전파 구조를 연구하는 것.
• 특히 가장 높은 적성도를 가진 천체들에 대해 그 형태학적 구조와 공간적 배열을 조사하는 것.
• 가장 먼 알려진 전파-강한 활성은하핵, 예를 들어 1428+423(z = 4.72)의 각도 해상도와 천체의 구조를 규명하는 것.
• 고적성도 활성은하핵의 밀집된 코어 및 제트의 구조를 탐색하기 위해 5 GHz에서 VLBI 이미징의 가능성과 한계를 평가하는 것.

제안 방법

• 1992년 9월 글로벌 어레이를 사용하여 다섯 개의 천체(0004+139, 0830+101, 0906+041, 0938+119, 1500+045)에 대해 VLBI 관측을 수행하였다.
• 1996년 10월에는 유럽 VLBI 네트워크 및 하르테베스톱 라디오 천체를 사용하여 다른 다섯 개의 천체(0046+063, 0243+181, 1338+381, 1428+423, 1557+032)에 대해 추가 관측을 수행하였다.
• 5 GHz에서 고해상도 전파 맵을 생성하기 위해 표준 VLBI 캘리브레이션 및 이미징 기법을 적용하였다.
• 약 2.0 × 1.4 마이크로초각의 각도 해상도를 사용하여 활성은하핵의 코어 및 제트 내의 밀집된 구조를 분해해 내었다.
• 천체의 형태학적 특성을 분석하여 전파 방출의 비대칭성과 밀집성에 초점을 맞추었다.
• 표본 전체의 구조적 특성을 비교하여 고적성도 활성은하핵의 전파 형태학적 경향성을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 매우 높은 적성도를 가진 활성은하핵(은하핵의 적성도 z > 3)이 5 GHz에서의 밀집된 전파 구조는 어떠한가?
• RQ2 이 활성은하핵의 형태학, 특히 코어 및 제트 특징은 낮은 적성도를 가진 천체들과 비교해 어떻게 다를까?
• RQ3 가장 먼 알려진 전파-강한 활성은하핵인 1428+423(z = 4.72)의 각도 해상도와 구조적 세부 정보는 어느 정도인가?
• RQ4 고적성도 활성은하핵이 5 GHz에서 VLBI로 어느 정도 분해능이 확보되는가? 이는 그들의 내재된 크기와 방출 구조에 대해 어떤 함의를 갖는가?
• RQ5 이 천체들에서 관측된 비대칭적인 구조는 제트의 방향성 효과나 복잡한 코어-제트 역학을 시사하는가?

주요 결과

• 10개의 고적성도 활성은하핵(은하핵의 적성도 z > 3)이 5 GHz에서 VLBI를 통해 성공적으로 이미징되었으며, 대부분의 천체가 분해능이 확보된 비대칭적인 전파 구조를 보였다.
• 적성도 z = 4.72를 가진 활성은하핵 1428+423는 알려진 바에 비해 가장 먼 전파-강한 활성은하핵이며, 2.0 × 1.4 마이크로초각 해상도에서 약간만 분해능이 확보되었다.
• 관측된 대부분의 천체는 복잡하고 비대칭적인 형태학을 보이며, 이는 비대칭적인 제트 또는 코어 방출을 시사한다.
• 이미징 결과는 5 GHz VLBI 관측을 통해 고적성도 활성은하핵의 밀집된 전파 구조를 분해해 내는 것이 가능하다는 것을 확인한다.
• 관측된 각도 해상도 약 2.0 × 1.4 마이크로초각은 밀집된 구성 요소를 탐지하는 데에는 충분하지만, 가장 밀집된 특징의 세부 분석에는 제한이 있다.
• 이 데이터는 초기 우주 활성은하핵의 중심 엔진 및 제트 시스템의 물리적 크기와 운동학에 대한 중요한 제약 조건을 제공한다.