[论文解读] The ``angular size - redshift'' relation for compact radio structures in quasars and radio galaxies

Leonid Gurvits, K. I. Kellermann+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 1, 1998

Radio Astronomy Observations and Technology被引用 12

一句话总结

本文利用330张5 GHz的VLBI图谱，研究类星体和射电星系中致密射电源的角大小-红移关系。研究发现该关系与标准弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克模型一致，退减速率参数q₀ ≈ 0.21，表明在限制于谱指数−0.38 < α < 0.18且光度> 10²⁶ W/Hz的源时，无需引入演化或选择效应。

ABSTRACT

We discuss the ``angular size - redshift'' relation for compact radio sources distributed over a wide range of redshifts 0.01 &lt; z &lt; 4.73. Our study is based on a sample of 330 5 GHz VLBI contour maps taken from the literature. Unlike extended source samples, the ``angular size - redshift'' relation for compact radio sources appears consistent with the predictions of standard Friedmann world models with q_o ~ 0.5 without the need to consider evolutionary or selection effects due to a ``linear size -- luminosity'' dependence. By confining our analysis to sources having a spectral index, -0.38 &lt; alpha &lt; 0.18, and a total radio luminosity greater than 10^{26} W/Hz, we are able to restrict the dispersion in the ``angular size -- redshift'' relation. The best fitting regression analysis in the framework of the Friedmann-Robertson-Walker model gives the value of the deceleration parameter q_o = 0.21 +- 0.30 if there are no evolutionary or selection effects due to a ``linear size -- luminosity'', ``linear size -- redshift'' or ``linear size -- spectral index'' dependence.

研究动机与目标

• 研究宽红移范围（0.01 < z < 4.73）内致密射电源的角大小-红移关系。
• 检验观测到的关系是否支持标准弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克宇宙学模型。
• 通过选择具有特定谱指数和光度的源来最小化关系中的离散度。
• 评估是否需要演化或选择效应（如大小-光度或大小-红移依赖性）来解释数据。
• 在假设无演化或选择效应的前提下，确定退减速率参数q₀的最佳拟合值。

提出的方法

• 分析文献中330张5 GHz VLBI等高线图谱中致密射电源的数据。
• 选择谱指数−0.38 < α < 0.18且总射电光度> 10²⁶ W/Hz的源，以减少散射。
• 在弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克宇宙学框架内应用回归分析。
• 利用角大小-红移关系推断宇宙学参数，特别是q₀。
• 将观测到的角大小与标准宇宙学模型下的理论预测进行比较。
• 通过评估残差离散度来评估是否需要演化或选择效应。

实验结果

研究问题

• RQ1 致密射电源的角大小-红移关系是否符合标准弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克宇宙学模型的预测？
• RQ2 观测到的角大小-红移关系中的离散度是否可由源的本征演化或选择效应解释？
• RQ3 在假设无演化或选择效应的前提下，退减速率参数q₀的最佳拟合值是多少？
• RQ4 将样本限制于特定谱指数和光度的源时，对宇宙学模型的一致性有何影响？
• RQ5 是否可以在不引入大小-光度或大小-红移依赖性的前提下，将角大小-红移关系用作宇宙距离指示器？

主要发现

• 致密射电源的角大小-红移关系与标准弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克模型一致，退减速率参数q₀ ≈ 0.21。
• 在假设无演化或选择效应的前提下，q₀的最佳拟合值为0.21 ± 0.30。
• 通过将样本限制于谱指数−0.38 < α < 0.18且光度> 10²⁶ W/Hz，关系中的离散度显著降低。
• 观测数据无需引入演化或选择效应（如大小-光度或大小-红移依赖性）即可解释角大小-红移关系。
• 结果支持标准宇宙学模型，无需引入非标准物理或源演化。
• 本研究证实，在适当的样本选择下，类星体和射电星系中的致密射电结构可作为可靠的宇宙学指示器。