[论文解读] Evidence that Quasars and Related Active Galaxies are Good Radio Standard Candles and that they are Likely to be a Lot Closer than their Redshifts Imply

M. B. Bell|arXiv (Cornell University)|Feb 10, 2006

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用 3

一句话总结

本文基于VLBA流量密度和喷流角速度数据，提供了类星体和活动星系是优良射电标准汽烛的证据，表明其红移很可能是内在的而非宇宙学的。分析显示，这些源很可能比其红移所暗示的距离近得多——大多在100 Mpc以内，支持一个局部宇宙模型，其中射电光度稳定，且logN-logS斜率与预期一致，无需引入宇宙学演化。

ABSTRACT

For many years some astronomers have continued to argue, using redshift periodicities and quasar-galaxy associations, that quasars may be closer than their redshifts imply. Here, for the first time using raw radio data, I re-examine this question and find new evidence that supports this argument. Using VLBA flux densities and angular motions in jets, I show that the central engine of quasars and BL Lac objects appears to be a good radio standard candle. Using this information, relative distances are calculated and absolute radio distances are then obtained by referencing to a source whose true distance has been obtained using Cepheid variables. The results reveal that in this model most of the strong radio sources found in early surveys are nearer than 100 Mpc. (abridged)

研究动机与目标

• 使用原始射电数据检验类星体和活动星系是否为良好的射电标准汽烛，挑战其红移为宇宙学的假设。
• 通过校正因视线方向（倾角）引起的固有流量密度变化，重新评估强射电源的距离估计。
• 确定观测到的logN-logS斜率-3/2和源数密度是否与局部宇宙模型一致，而非宇宙学演化。
• 评估表观光度-红移关系是否可由内在红移和方向依赖的束状辐射解释，而非宇宙膨胀。
• 提供类星体性质的替代解释，避免引入大尺度宇宙学演化，转而依赖固有射电光度恒定性和倾角校正。

提出的方法

• 使用原始VLBA流量密度和喷流角速度推断类星体和BL Lacs的固有射电光度。
• 基于倾角（i）应用几何校正，假设中心存在带孔的圆盘，使用关系式 S(i)/S(90°) ∝ [N(i)/sin i]^{2/3} 将流量标准化至侧视方向。
• 通过去除固有流量成分，将低倾角（面朝向）源的观测流量密度校正至侧视方向，使这些源在流量-距离图中向左移动。
• 在倾角每10°的区间内，对校正后的源数密度分布进行重建，考虑倾角和探测限值的影响。
• 将校正后的源数密度和logN-logS斜率与局部宇宙和宇宙学模型下的理论预期进行比较。
• 使用造父变星距离作为参考，推导绝对距离，为强射电源的局部距离尺度提供锚定。

实验结果

研究问题

• RQ1 在考虑视线方向依赖的流量变化后，类星体和活动星系是否仍是良好的射电标准汽烛？
• RQ2 观测到的-3/2 logN-logS斜率是否能自然地由局部宇宙模型产生，而无需引入宇宙学演化？
• RQ3 表观射电光度随红移的增加是否可由内在红移和方向效应解释，而非宇宙膨胀？
• RQ4 早期巡天中强射电源的真实距离尺度是什么？与基于红移的估计相比如何？
• RQ5 倾角校正后的流量密度和源数密度在多大程度上支持局部宇宙模型而非标准宇宙学模型？

主要发现

• 在考虑倾角效应校正后，类星体和BL Lacs的中心引擎表现出良好的射电标准汽烛行为，其流量密度已标准化至侧视方向。
• 经过倾角校正后，源的数密度分布与均匀、各向同性源群体的预期分布一致，峰值出现在面朝向（i ≈ 0°）。
• 校正后的logN-logS斜率在广泛范围内与-3/2一致，支持无需光度或密度演化的局部模型。
• 源数密度随距离的立方增加，这与局部宇宙中的预期一致，证实了局部模型的可行性。
• 数据与局部模型完全吻合，而拟合宇宙学红移模型则需要对光度和密度演化施加任意且非物理的假设。
• 观测到的流量密度而非红移，是距离的最佳指标；大多数强射电源很可能位于100 Mpc以内，远比红移所暗示的距离近。