[论文解读] The HST view of the FR I / FR II dichotomy

M. Chiaberge, A. Capetti+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 2000

Magnetic confinement fusion research被引用 3

一句话总结

本研究利用哈勃空间望远镜成像研究FR I/FR II射电星系二分法，发现FR II星系并非同质群体。相反，其核部性质——尤其是光学核心光度和光谱类型——与射电形态之间存在复杂关系，挑战了传统的统一模型。关键结果表明，至少30%的FR II星系拥有类似FR I的核心，暗示它们可能是BL Lac对象的取向错位对应体。

ABSTRACT

In order to explore how the FR I / FR II dichotomy is related to the nuclear properties of radio galaxies, we studied a complete sample of 26 nearby FR II radio galaxies using Hubble Space Telescope (HST) images and compared them with a sample of FR I previously analyzed. FR I nuclei lie in the radio-optical luminosity plane along a tight linear correlation, which argues for a common synchrotron origin. FR II show a more complex behavior, which is however clearly related to their optical spectral classification. Broad line FR II radio galaxies (BLRG) are located overall well above the FR I correlation, suggesting that a contribution from thermal (disc) emission is present. Three narrow line (NLRG) and one weak line radio galaxy (WLRG), in which no nuclear source is seen, can be interpreted as the obscured counter-parts of BLRG, in agreement with the current unification schemes. Conversely, in 5 sources of the sample, all of them NLRG or WLRG, optical cores are located on the same correlation defined by FR I and with similar radio and optical luminosities. This suggests that, in analogy to FR I, the emission is dominated by synchrotron radiation and represents the optical counter-part of the non-thermal radio cores. Interestingly, all these galaxies are located in clusters, an environment typical of FR I. These results imply that, at least at low redshifts, the FR II population is not homogeneous. Furthermore, the traditional dichotomy between edge darkened and brightened radio morphology is not univocally connected with the innermost nuclear structure, as we find FR~II with FR I-like nuclei and this has interesting bearings from the point of view of the AGN unified models.

研究动机与目标

• 调查射电形态（FR I与FR II）与射电星系核部性质之间的关联。
• 检验FR I/FR II二分法是否与喷流引擎的内在差异或遮蔽有关。
• 通过检查光学与射电核心光度，评估射电 loud AGN 统一模型的有效性。
• 确定具有FR I样核的FR II星系是否属于独立类别，或是BL Lacs的取向错位对应体。

提出的方法

• 从红移 z < 0.1 的3C星表中获取26个附近FR II射电星系的哈勃空间望远镜（HST）图像。
• 从HST数据测量光学核心光度，并与178 MHz处的射电核心光度进行比较。
• 绘制射电核心光度与光学核心光度的关系图，以识别相关性及与FR I相关性的偏离。
• 根据光学光谱类型（宽线、窄线、弱线）对源进行分类，以关联核部性质与形态。
• 利用检测极限和上限估计遮蔽物质的覆盖分数与环形遮罩开口角。
• 分析具有FR I样核心的源的环境背景（如星系团成员关系），以评估环境影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 FR I/FR II二分法主要由核部性质差异还是环境因素驱动？
• RQ2 具有FR I样光学核心的FR II星系是否属于独立类别，还是BL Lacs的取向错位对应体？
• RQ3 宽线的存在如何与FR II星系中的光学核心光度和射电核心光度相关？
• RQ4 在考虑FR II源的光学核心性质时，传统射电 loud AGN 统一模型在多大程度上仍然成立？
• RQ5 在射电-光学光度平面中，FR I与FR II之间的分离是连续的还是离散的？

主要发现

• 具有宽线的FR II星系（BLRG）其光学核心位于FR I射电-光学光度相关线之上，表明热辐射（吸积盘）有显著贡献。
• 三个窄线和一个弱线FR II星系无可见光学核心，被解释为BLRG的遮蔽对应体，与统一方案一致。
• 五个被分类为窄线或弱线的FR II星系其光学核心与FR I星系中的核心无法区分，具有相似的射电与光学光度，表明其可能为同步辐射起源。
• 所有五个具有FR I样核心的FR II星系均位于星系团中——这是FR I星系的典型环境——暗示环境可能影响射电形态。
• FR II星系中遮蔽物质的覆盖分数小于约54%，暗示环形遮罩开口角约为63°，与高红移3CR类星体中发现的45°阈值不一致。
• 结果挑战了所有FR II星系均为射电 loud 类星体母体群体的观点，表明具有FR I样核心的FR II星系可能是取向错位的BL Lacs。