[論文レビュー] FIRST-based survey of Compact Steep Spectrum sources, II. MERLIN and VLA observations of Medium-sized Symmetric Objects

M. Kunert‐Bajraszewska, A. Marecki+2 more|ArXiv.org|May 20, 2005

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 42被引用数 21

ひとこと要約

本研究では、一部のメディアムサイズシンメトリックオブジェクト（MSOs）が、中心エンジン活動の早期停止によって予め「死滅」または減衰している可能性があるかどうかを検証するため、弱いコンパクトスティープスペクトル（CSS）源を調査している。MERLINおよびVLAを用いた5 GHz、4.9 GHz、1.7 GHzの観測により、唯一の源、1542+323のみが減衰の兆候を示しており、すべてのMSOsが大規模構造に進化するわけではないことが示唆され、不安定な給餌による短い活動期間を伴うAGN活動のモデルを支持する。

ABSTRACT

A new sample of candidate Compact Steep Spectrum (CSS) sources that are much weaker than the CSS source prototypes has been selected from the VLA FIRST catalogue. MERLIN `snapshot' observations of the sources at 5 GHz indicate that six of them have an FR II-like morphology, but are not edge-brightened as is normal for Medium-sized Symmetric Objects (MSOs) and FR IIs. Further observations of these six sources with the VLA at 4.9 GHz and MERLIN at 1.7 GHz, as well as subsequent full-track observations with MERLIN at 5 GHz of what appeared to be the two sources of greatest interest are presented. The results are discussed with reference to the established evolutionary model of CSS sources being young but in which not all of them evolve to become old objects with extended radio structures. A lack of stable fuelling in some of them may result in an early transition to a so-called coasting phase so that they fade away instead of growing to become large-scale objects. It is possible that one of the six sources (1542+323) could be labelled as a prematurely `dying' MSO or a `fader'.

研究の動機と目的

• 弱いコンパクトスティープスペクトル（CSS）源の中から、一部の電波源が進化の初期段階で活動を停止するという仮説を検証するため、レリック（痕跡）または『減衰中』のMSOsを探索すること。
• 低周波数電波源に適用されるCSOsからMSOsへ、そしてLSOsへの進化の順序が成り立つかどうかを検証すること。あるいは、不安定な給餌によって一部のMSOsが早期に減衰するのかを明らかにすること。
• 弱いMSOsの観測された形態的性質およびスペクトル的性質が、活動終了後に電波放射が減衰する『コastingフェーズ』モデルと整合するかを調査すること。
• 低質量超大質量ブラックホール（SMBHs）における短い活動期間（10^5年）を予測する理論的モデルの妥当性を評価すること。これは、コンパクトで減衰中の電波源を生じさせる可能性がある。

提案手法

• 低電波フレックス密度およびコンパクトな形態的特徴を有する弱いCSS源のサンプルを、VLA FIRSTカタログから選定した。
• MERLINによる5 GHzの「スナップショット」観測を用いて、FR II型の二重ラob構造を示すが縁部が明るくない源を特定した。これは、活動の停止が示唆される。
• 4.9 GHzでのVLAの追加観測および1.7 GHzでのMERLIN観測を実施し、スペクトル指数を測定し、スペクトルの急激な傾きの変化（スペクトルの傾きの急増）を評価した。
• 最も有望とされた2つの源に対して、5 GHzでのフルトラックMERLIN観測を実施し、ダイナミックレンジを向上させ、構造的詳細を解明した。
• スペクトル年齢および運動的年齢の推定値を用いて、源の進化段階を評価した。
• 得られた結果を、AGN活動サイクルおよび減衰中の電波ラブの『コastingフェーズ』を予測する理論的モデルと比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 弱いMSOsは、中心エンジン活動の早期停止によって、予め『死滅』または減衰している電波源として特定可能か？
• RQ2 弱いMSOsのスペクトル的および形態的性質は、活動終了後に電波放射が減衰する『コastingフェーズ』の存在を支持するか？
• RQ3 一部のMSOsが不安定な給餌や短い活動期間のため、大規模構造に進化しない証拠はあるか？
• RQ4 観測された源の性質は、低質量SMBHsと関連する短い活動期間を予測する理論的モデルで説明可能か？

主な発見

• MERLIN 5-GHzスナップショット観測により同定された6つの弱いMSO候補のうち、唯一の源、1542+323のみが『減衰中』または早期に死滅している電波源と整合する形態的およびスペクトル的特徴を示している。
• 源1542+323は急峻なスペクトルを示し、縁部が明るくないため、活動を停止した中心エンジンを有するコastingフェーズにある可能性がある。
• サンプル内の他の5つの源は、スペクトルの傾きの急増や構造的崩壊の兆候を示さず、継続的または最近の活動を示唆している。
• 6つの源すべてにFR II型の形態的特徴があるものの、縁部が明るくないことは、いずれも準静的状態にあったり、活動が早期に停止した可能性を示している。
• 結果は、低質量SMBHs（約10^8 M☉）における短い活動期間（約10^5年）が生じ得る理論的モデルを支持しており、これはコンパクトで減衰中の電波源を生じさせる。
• 本研究は、すべてのMSOsが大規模構造に進化するわけではないという観測的証拠を提供しており、一部のMSOsが不安定な給餌によって早期に減衰する可能性があることを示唆し、Readheadら（1996）の進化順序の普遍的適用性に疑問を呈する。