[論文レビュー] HI absorption in 3C 49 and 3C 268.3. Probing the environment of Compact Steep Spectrum and GHz Peaked Spectrum sources

Á. Labiano, René Vermeulen+5 more|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|Oct 19, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 28被引用数 20

ひとこと要約

本研究では、高分解能のヨーロピアンVLBIネットワークUHF帯スペクトル線観測を用いて、3C~49の西部ラーブおよび3C~268.3の北部ラーブにおける赤方偏移した21 cm H i吸収を検出しており、その吸収を光学的発光ライン領域に関連する高密度な原子ガス雲と結びつけている。結果は、コンパクトなスティープスペクトル源が高密度の銀河間ガス雲と非対称に相互作用し、衝撃駆動の拡散とファラデー減光によってラーブの非対称性を引き起こすモデルを支持する。

ABSTRACT

We present and discuss European VLBI Network UHF band spectral line observations, made to localise the redshifted 21cm HI absorption known to occur in the subgalactic sized compact steep spectrum galaxies 3C 49 and 3C 268.3. We have detected HI absorption towards the western radio lobe of 3C 49 and the northern lobe of 3C 268.3. However, we cannot rule out the presence of similar amounts of HI towards the opposite and much fainter lobes. The radio lobes with detected HI absorption (1) are brighter and closer to the core than the opposite lobes; (2) are depolarized; and (3) are associated with optical emission line gas. The association between the HI absorption and the emission line gas, supports the hypothesis that the HI absorption is produced in the atomic cores of the emission line clouds. Our results are consistent with a picture in which compact steep spectrum sources interact with clouds of dense gas as they propagate through their host galaxy. We suggest that the asymmetries in the radio and optical emission can be due to interaction of a two sided radio source with an asymmetric distribution of dense clouds in their environment.

研究の動機と目的

• 高分解能スペクトル線観測を用いて、3C~49および3C~268.3というコンパクト・スティープスペクトル（CSS）およびギガヘルツピークスペクトル（GPS）源における赤方偏移した21 cm H i吸収の局所化を図ること。
• これらの源におけるH i吸収、電波ラーブの形状、および光学的発光ラインガスとの空間的関係を調査すること。
• 電波源と高密度ガス雲との非対称な相互作用が、電波および光学的発光の非対称性を生じさせるとする仮説を検証すること。
• H i吸収が明るい、近いラーブに限定されているのか、それとも暗く遠く離れたラーブにも存在するのかを特定すること。
• 高密度ガス雲がコンパクト電波源の運動学的性質および偏光特性に果たす役割を評価すること。

提案手法

• 800–1300 MHzのUHF帯で、ヨーロピアンVLBIネットワーク（EVN）を用いて、3C~49（z=0.6207）および3C~268.3（z=0.37116）における赤方偏移した21 cm H i吸収を検出するスペクトル線観測を実施した。
• データ還元中に機器的および大気的影響を補正するため、3C~84、3C~286、3C~454.3を校正器として用いた。
• AIPSおよびDIFMAPソフトウェアを用いて、フィンガーフィット、スペクトル通過関数の校正、ゲイン校正、画像化、クリーニング、自己校正を実施した。
• 高分解能連続スペクトル画像を作成し、電波ラーブ内の特徴的な領域に向けてスペクトルを抽出することで、H i吸収成分の局所化を図った。
• 偏光特性（左回りおよび右回りの円偏光、線形偏光）を分析し、特に3C~268.3における減光効果を評価した。
• HSTデータからの光学的発光ラインガスの空間分布と照合し、一致の有無および物理的関連性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 3C~49および3C~268.3におけるH i吸収は特定の電波ラーブに空間的に局在しているか。もしそうならば、どのラーブか？
• RQ2 H i吸収と電波ラーブの形状、明るさ、偏光特性との関係は何か？
• RQ3 これらの源におけるH i吸収と光学的発光ラインガスの空間的分布は、どのように相関しているか？
• RQ4 観測された電波および光学的発光の非対称性は、高密度ガス雲との非対称な相互作用によって説明可能か？
• RQ5 観測されたH i吸収は、電波ラーブにおける衝撃駆動のガス運動と一致するのか、それともビーミング効果と一致するのか？

主な発見

• 3C~49の西部電波ラーブにH i吸収が検出された。このラーブは東部ラーブよりも4.5倍明るく、核からの距離も約3倍近い。
• 3C~268.3の北部電波ラーブにH i吸収が検出された。このラーブは南部ラーブよりも22倍明るく、核からの距離も約3倍近い。
• H i吸収が検出された電波ラーブは、反対側のラーブよりもより強く減光しており、特に3C~268.3においては高密度ガスによるファラデー・スクリーン効果に一致する。
• H i吸収領域は光学的発光ラインガスと空間的に関連しており、吸収が発光ライン雲の原子核部に起因していると示唆している。
• 電波の明るさ、ラーブの核からの距離、偏光の非対称性は、電波源と非対称に分布する高密度ガス雲との片側的相互作用に一致する。
• データは、暗く遠く離れたラーブにH i吸収が存在する可能性を排除していないが、検出されないことは、そこでは低密度の光学的密度または異なる運動学的性質である可能性を示唆している。