[论文解读] Search for hybrid morphology radio galaxies from FIRST survey at 1400 MHz

Shobha Kumari, Sabyasachi Pal|arXiv (Cornell University)|Apr 29, 2021

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 67被引用 10

一句话总结

本研究利用VLA FIRST巡天在1400 MHz波段系统性地搜寻混合形态射电源（HyMoRS），识别出33个新候选源，显著扩展了已知样本。结果表明，HyMoRS表现出非对称的FR-I与FR-II形态，多数源具有陡谱指数和光学对应体，支持其在探测喷流-介质相互作用及FR二分法中的作用。

ABSTRACT

Hybrid Morphology Radio Sources (HyMoRS) are a very rare subclass of radio galaxies with apparent mixed FR morphology, i.e. these galaxies seem to have an FR-I structure on one side of the core and an FR-II structure on the other side of the core. We systematically searched for HyMoRS using Very Large Array (VLA) Faint Images of the Radio Sky at Twenty-cm (FIRST) survey with 1400 MHz frequency and identified 33 candidate HyMoRS. Our finding significantly increased the known sample size of HyMoRS. HyMoRS may play an essential role in understanding the interaction of jets with the interstellar medium and the much-debated topic of the FR dichotomy. We identified optical counterparts for 29 sources in our catalogue. In our sample of sources, one source (J1106+1355) had quasar-like behaviour. Four sources were BRCLG (Brightest Cluster Galaxies) and six were LRG (Luminous Red Galaxies). We have estimated the spectral index and radio luminosity of HyMoRS in our catalogue, when possible. We found that J1136--0328 was the most luminous source in our sample ($\log L = 27.01$ W Hz$^{-1}$sr$^{-1}$). It was also the farthest HyMoRS (with a redshift $z$ = 0.82) in our sample. With the help of a large sample size of discovered sources, various statistical properties of detected galaxies were studied.

研究动机与目标

• 在VLA FIRST巡天中系统性地识别稀有混合形态射电源（HyMoRS），其结构兼具FR-I与FR-II特征。
• 扩大目前不足所有射电星系1%的HyMoRS已知样本规模。
• 研究环境因素（如致密的星际/星系际介质）在塑造非对称射电形态中的作用。
• 分析HyMoRS的谱性和光度特性，评估其相对于FR-I/FR-II二分法边界的相对位置。
• 识别光学对应体并按宿主星系类型（如BRCLG、LRG）对HyMoRS进行分类，以探讨环境依赖性。

提出的方法

• 利用VLA FIRST巡天在1400 MHz波段的数据，角分辨率5角秒，RMS为0.15 mJy，在10,575 deg²的天区范围内识别射电源。
• 通过FR指数（R = 2h/d + 0.5）定义HyMoRS，选择在一侧R > 1.5（FR-II），另一侧0.5 < R < 1.5（FR-I）的源。
• 将射电源与光学星表（SDSS、Pan-STARRS、NED）交叉匹配，为33个HyMoRS中的29个识别出光学对应体。
• 测量两个瓣的射电流量密度，并利用FIRST与NVSS数据计算谱指数，通过流量密度比评估不对称性。
• 利用红移和流量密度估算射电光度，采用ΛCDM宇宙学模型（H₀ = 67.4 km s⁻¹ Mpc⁻¹，Ωₘ = 0.315）。
• 按宿主星系类型（如BRCLG、LRG）对源进行分类，并分析形态特征，如弯曲喷流和热点存在性。

实验结果

研究问题

• RQ1 HyMoRS在FIRST巡天中的统计出现频率如何？与先前估计相比有何差异？
• RQ2 HyMoRS的谱指数和射电光度与FR-I/FR-II二分法边界的比较结果如何？
• RQ3 HyMoRS在不同宿主星系类型（尤其是BRCLGs和LRGs）中的分布如何？这暗示了何种环境效应？
• RQ4 HyMoRS中喷流不对称性和弯曲形态在多大程度上暗示了投影效应或环境扰动？
• RQ5 瓣流量密度的观测不对称性能否由相对论性多普勒增强效应或环境密度梯度解释？

主要发现

• 在FIRST巡天中共识别出33个HyMoRS，显著增加了这类稀有源的已知样本规模。
• 除两个外，所有HyMoRS均表现出陡谱指数，表明其为老年电子种群的同步辐射，与FR-I/FR-II过渡行为一致。
• 33个HyMoRS中有29个（88%）识别出光学对应体，其中16个来自SDSS，10个来自Pan-STARRS，3个来自NED。
• 样本中最亮的HyMoRS为J1136–0328，其射电光度为log L = 27.01 W Hz⁻¹ sr⁻¹，最远源红移z = 0.82。
• 四个源被分类为星系团中最亮星系（BRCLGs），六个为明亮红星系（LRGs），表明其偏好高密度环境。
• 两个瓣的平均FR指数与3CRR样本中FR-I和FR-II源的值相当，支持分类的有效性，并表明环境不对称性在形态形成中的作用。