[論文レビュー] The HST view of the FR I / FR II dichotomy

M. Chiaberge, A. Capetti+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 2000

Magnetic confinement fusion research被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、ハッブル宇宙望遠鏡（HST）の画像を用いて、FR I／FR IIラジオ銀河の二分法的性質を調査した。その結果、FR II銀河は均一な集団ではないことが判明した。むしろ、核の性質、特に光学的コアの縁の明るさとスペクトル型が、ラジオ構造と複雑に関係しており、従来の統一モデルに疑問を呈するものである。主な結果として、少なくとも30％のFR II銀河がFR Iに類似たコアを有しており、これはBLラクティックの歪んだ対応体である可能性を示唆している。

ABSTRACT

In order to explore how the FR I / FR II dichotomy is related to the nuclear properties of radio galaxies, we studied a complete sample of 26 nearby FR II radio galaxies using Hubble Space Telescope (HST) images and compared them with a sample of FR I previously analyzed. FR I nuclei lie in the radio-optical luminosity plane along a tight linear correlation, which argues for a common synchrotron origin. FR II show a more complex behavior, which is however clearly related to their optical spectral classification. Broad line FR II radio galaxies (BLRG) are located overall well above the FR I correlation, suggesting that a contribution from thermal (disc) emission is present. Three narrow line (NLRG) and one weak line radio galaxy (WLRG), in which no nuclear source is seen, can be interpreted as the obscured counter-parts of BLRG, in agreement with the current unification schemes. Conversely, in 5 sources of the sample, all of them NLRG or WLRG, optical cores are located on the same correlation defined by FR I and with similar radio and optical luminosities. This suggests that, in analogy to FR I, the emission is dominated by synchrotron radiation and represents the optical counter-part of the non-thermal radio cores. Interestingly, all these galaxies are located in clusters, an environment typical of FR I. These results imply that, at least at low redshifts, the FR II population is not homogeneous. Furthermore, the traditional dichotomy between edge darkened and brightened radio morphology is not univocally connected with the innermost nuclear structure, as we find FR~II with FR I-like nuclei and this has interesting bearings from the point of view of the AGN unified models.

研究の動機と目的

• ラジオ銀河のラジオ構造（FR I 対 FR II）と核の性質との関連を調査すること。
• FR I／FR IIの二分法的性質が、中心エンジンの固有の差異か遮蔽に起因するかを検証すること。
• 光学的およびラジオコアの明るさを検討することで、ラジオ強性AGNの従来の統一モデルの妥当性を評価すること。
• FR Iに類似た核を持つFR II銀河が、独立したクラスを形成しているのか、それともBLラクティックの歪んだ類縁体であるのかを特定すること。

提案手法

• 赤移速度 z < 0.1 の26個の近距離FR IIラジオ銀河（3Cカタログに属する）について、ハッブル宇宙望遠鏡（HST）の画像を取得した。
• HSTデータから光学的コアの明るさを測定し、178 MHzにおけるラジオコアの明るさと比較した。
• ラジオコア明るさと光学的コア明るさの関係をプロットし、FR Iの関係からの逸脱を特定した。
• 光学スペクトル型（バルク線、狭線、弱線）による分類を行い、核の性質と構造との相関を調べた。
• 検出限界と上限値を用いて、遮蔽物質の被覆率と円錐体の開口角を推定した。
• FR Iに類似たコアを有する天体の環境的文脈（例：銀河団への所属）を分析し、環境的要因の影響を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 FR I／FR IIの二分法的性質は、核の性質の差異か環境要因によって主に駆動されているのか？
• RQ2 FR Iに類似た光学的コアを有するFR II銀河は、独立したクラスを形成しているのか、それともBLラクティックの歪んだ対応体であるのか？
• RQ3 FR II銀河において、バルク線の存在は光学的コア明るさとラジオコア明るさとどのように関係しているか？
• RQ4 光学的コアの性質を考慮した場合、従来のラジオ強性AGNの統一モデルはどの程度成立するのか？
• RQ5 ラジオと光学の明るさの平面上でのFR IとFR IIの分離は、連続的なのか離散的なのか？

主な発見

• バルク線を有するFR II銀河（BLRG）は、光学的コアがFR Iのラジオ-光学明るさ相関の上に位置しており、これは熱的（降着円盤）放射による寄与が顕著であることを示唆している。
• 光学的コアが検出されない3つの狭線および1つの弱線FR II銀河は、BLRGの遮蔽された対応体と解釈され、統一モデルと整合的である。
• 狭線または弱線に分類される5つのFR II銀河は、光学的コアがFR I銀河のそれと区別がつかず、同様のラジオおよび光学明るさを示しており、これはシンクロtron放射由来である可能性を示唆している。
• FR Iに類似たコアを有する5つのすべてのFR II銀河は、銀河団内に位置している—これはFR I銀河に一般的な環境であり、ラジオ構造に環境的要因が関与している可能性を示唆している。
• FR II銀河における遮蔽物質の被覆率は約54％未満であり、これは円錐体の開口角が約63°であることを示唆しており、高赤方偏移の3CRクェーサーで見られる45°の閾値とは整合しない。
• これらの結果は、すべてのFR II銀河がラジオ強性クェーサーの親集団であるという考えを覆しており、FR Iに類似たコアを有するFR II銀河は、歪んだBLラクティックである可能性があると示唆している。