[论文解读] 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 21

一句话总结

本研究调查了弱紧凑陡谱（CSS）源，以检验部分中等对称源（MSOs）是否可能因中心引擎活动过早停止而成为提前‘熄灭’或衰减的射电源。利用MERLIN和VLA在5 GHz、4.9 GHz和1.7 GHz频段的观测，作者发现仅一个源，1542+323，表现出衰减迹象，表明并非所有MSOs都会演化为大尺度结构，支持了由于供料不稳定导致活动时间短暂的AGN活动模型。

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'.

研究动机与目标

• 在弱紧凑陡谱（CSS）源中搜索遗迹或‘衰减’型MSOs，以检验部分射电源是否在演化早期即停止活动的假设。
• 确定从CSOs到MSOs再到LSOs的演化序列是否适用于低光度源，或部分MSOs是否因供料不稳定而提前衰减。
• 调查弱MSOs的观测形态和光谱特性是否与活动停止后射电辐射衰减的‘匀速阶段’模型一致。
• 评估理论模型的有效性，这些模型预测低质量超大质量黑洞（SMBHs）的活跃期极短（约10^5年），可能导致紧凑且衰减的射电源。

提出的方法

• 从VLA FIRST星表中选取弱CSS源样本，依据低流量密度和紧凑形态。
• 利用MERLIN在5 GHz的‘快照’观测，识别具有FR II型双瓣结构但无边缘增强的源，表明可能存在静默状态。
• 对后续VLA观测在4.9 GHz及MERLIN在1.7 GHz的观测，以测量谱指数并评估谱陡化程度。
• 对两个最有希望的源进行全跟踪MERLIN 5 GHz观测，以提高动态范围并解析结构细节。
• 利用谱年龄和运动年龄估计评估源的演化状态。
• 将结果与AGN活动周期的理论模型及衰减射电瓣的‘匀速阶段’模型进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否通过中心引擎活动过早停止，将弱MSOs识别为提前‘死亡’或衰减的射电源？
• RQ2 弱MSOs的谱和形态特性是否支持存在‘匀速阶段’，即活动结束后射电辐射衰减？
• RQ3 是否有证据表明部分MSOs因供料不稳定或活跃期短暂而不会演化为大尺度结构？
• RQ4 这些源的观测特性能否由与低质量SMBHs相关的短活跃期理论模型解释？

主要发现

• 在通过MERLIN 5-GHz快照观测识别出的六个弱MSO候选源中，仅一个源1542+323表现出与‘衰减’或提前死亡射电源一致的形态和光谱特征。
• 源1542+323具有陡谱且无边缘增强，表明其可能处于无中心引擎活动的匀速阶段。
• 样本中其余五个源均无谱陡化或结构退化的迹象，表明活动仍在持续或刚刚结束。
• 尽管六组源均具有FR II型形态，但均无边缘增强，表明它们可能处于静默状态或活动已过早终止。
• 结果支持理论模型，即低质量SMBHs（约10^8 M☉）的活跃期极短（约10^5年），可导致紧凑且衰减的射电源。
• 本研究提供了观测证据，表明并非所有MSOs都会演化为大尺度结构，部分可能因供料不稳定而提前衰减，挑战了Readhead等人（1996）演化序列的普适性。