[论文解读] A Radio Galaxy at z=5.19

Wil van Breugel, C. De Breuck+4 more|ArXiv.org|Apr 21, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 21被引用 3

一句话总结

本文报告了 TN J0924-2201 的发现，该源为红移 z = 5.19 的射电星系，使其成为发表时已知最遥远的活动星系核（AGN）。该源通过超陡谱选星方法识别，光谱观测确认在 7530 Å 处存在一条 Ly-alpha 发射线，近红外成像揭示其具有多组分、与射电轴对齐的形态，与此前观测到的更早形成的巨大高红移星系一致。

ABSTRACT

We report the discovery of the most distant known AGN, the radio galaxy TN J0924-2201 at z = 5.19. The radio source was selected from a new sample of ultra-steep spectrum (USS) sources, has an extreme radio spectral index alpha_365MHz^1.4GHz = -1.63, and is identified at near-IR wavelengths with a very faint, K = 21.3 +- 0.3 object. Spectroscopic observations show a single emission line at lambda ~ 7530A, which we identify as Ly-alpha. The K-band image, sampling rest frame U-band, shows a multi-component, radio-aligned morphology, typical of lower-redshift radio galaxies. TN J0924-2201 extends the near-IR Hubble, or K-z, relation for powerful radio galaxies to z > 5, and is consistent with models of massive galaxies forming at even higher redshifts.

研究动机与目标

• 确定并表征发表时已知最遥远的 AGN。
• 利用超陡谱（USS）选星和近红外成像研究高红移射电星系的性质。
• 通过将 K-z 关系延伸至 z > 5 来检验巨大星系形成的模型。
• 通过光谱和测光分析确定高红移射电源的红移和形态。

提出的方法

• 基于其极低的射电谱指数 α₃₆₅MHz¹.⁴GHz = -1.63，从新样本的超陡谱（USS）源中选出该射电源。
• 开展近红外成像以探测光学/紫外对应体，识别出 K = 21.3 ± 0.3 的天体。
• 进行光谱观测，通过约 7530 Å 处的单一发射线确定红移。
• 利用本征框架 U 波段成像（K 波段数据）分析多组分、与射电轴对齐的形态。
• 将观测到的 K 波段星等和形态与强大射电星系的哈勃 K-z 关系进行比较。
• 评估其与高红移（z > 5）巨大星系形成模型的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 通过超陡谱选星方法识别的最遥远已知 AGN 的红移是多少？
• RQ2 z = 5.19 的高红移射电星系的形态与低红移类星体相比如何？
• RQ3 TN J0924-2201 中观测到的发射线是否与 z = 5.19 处的 Ly-alpha 一致？
• RQ4 TN J0924-2201 的 K 波段星等和形态是否将哈勃 K-z 关系延伸至 z > 5？
• RQ5 该星系的性质能否与高红移巨大星系形成模型相协调？

主要发现

• 射电星系 TN J0924-2201 的红移为 z = 5.19，使其成为发表时已知最遥远的 AGN。
• 光谱观测确认在 λ ~ 7530 Å 处存在一条单一发射线，被识别为 Ly-alpha，与 z = 5.19 一致。
• 近红外成像揭示其具有多组分、与射电轴对齐的形态，与低红移射电星系典型形态一致，表明其结构复杂。
• 该源的 K 波段星等为 21.3 ± 0.3，位于 z > 5 的强大射电星系的哈勃 K-z 关系上。
• 观测到的性质与巨大星系在 z = 5.19 之前更高红移处形成的模型一致。
• 极低的射电谱指数 α₃₆₅MHz¹.⁴GHz = -1.63 确认了其作为超陡谱源的分类。