[论文解读] The new sample of Giant radio sources: I. Radio imaging, optical identification and spectroscopy of selected candidates

J. Machalski, M. Jamrozy+1 more|ArXiv.org|Mar 10, 2001

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 20被引用 36

一句话总结

本研究基于1.4 GHz NVSS与FIRST巡天，利用高分辨率射电成像、深度光学成像及光谱观测，从新样本中识别出巨型射电源（D ≥ 1 Mpc），并测量其红移。在完整样本中，44%拥有光谱红移（全部 z < 0.33），70%的源尺寸超过1 Mpc；对更暗弱星系的光度红移估计也预测其尺寸 >1 Mpc，证实其为巨型源特性。

ABSTRACT

A new sample of very large angular size radio sources has been selected from the 1.4 GHz VLA surveys: FIRST and NVSS. This sample will be very useful for an observational constraint on the time evolution of double radio sources, especially their size, predicted by numerous analytical models of such evolution (cf. Introduction). In this paper we present radio and optical data for a large fraction of the sample sources. They are: high-frequency VLA maps with very weak radio cores detected, deep optical images showing the identified faint host galaxies not visible on the DSS images, and optical spectra of the identified galaxies brighter than about R ~ 18.5 mag taken with the McDonald Observatory 2.1m telescope. For 15 galaxies (of which 4 do not belong to the complete sample) the redshift has been determined. In the result, 44 per cent of galaxies in the complete sample have redshift data (with one exception all redshifts are less than 0.33), of which 70 per cent have a linear size exceeding 1 Mpc. The photometric redshift estimates for other 11 galaxies with 19 mag

研究动机与目标

• 为研究其演化与群体特性，识别并表征一个均匀且大规模的巨型射电源样本（D ≥ 1 Mpc）。
• 通过从深度1.4 GHz射电巡天（NVSS与FIRST）中选择样本，克服以往样本中的偏差。
• 利用光谱与光度测量，为这些源的代表性子样本确定红移及物理参数（光度、尺寸、磁场）。
• 通过测量巨型源的尺寸-光度-红移分布，检验FRII型射电源的演化模型。

提出的方法

• 基于以下标准从NVSS与FIRST巡天中筛选候选源：FRII/FRII型形态、角直径 >3弧分、1.4 GHz流量密度 >0.5 Jy。
• 利用甚长基线阵列（VLA）进行高分辨率射电成像，检测此前未被探测到的巨型源候选体中的弱紧凑核心。
• 开展深度光学成像，识别在DSS相片上不可见的暗弱宿主星系。
• 使用麦克唐纳2.1米望远镜对15个星等 R < 18.5 mag 的星系获取光学光谱，以测定红移。
• 基于绝对星等假设（M_R = -23.65 ± 1.65 mag），对11个更暗星系（19 < R < 21.7 mag）估算光度红移及物理参数（光度、尺寸、磁场）。
• 计算等离子体平衡磁场与能量密度，并分析瓣不对称性，以推断年龄与方位效应。

实验结果

研究问题

• RQ1 在本地宇宙中，有多少比例的巨型射电源（D ≥ 1 Mpc）具有光谱红移？其光度与尺寸分布如何？
• RQ2 对暗弱宿主星系（R > 19 mag）的光度红移估计与推算的线性尺寸相比如何？是否能确认其巨型源特性？
• RQ3 巨型源中瓣亮度不对称性在多大程度上反映了因视线方向倾角不同及瓣光度随年龄衰减而产生的年龄差异？
• RQ4 基于磁场比值，反Compton损失与同步辐射损失在巨型射电瓣演化中的作用如何？
• RQ5 观测到的巨型源群体是否与理论模型一致，即它们是位于低密度环境中的老年、低光度源？

主要发现

• 完整样本中44%（15/34）拥有光谱红移，全部 z < 0.33，其中70%的源投影线性尺寸超过1 Mpc。
• 对11个更暗星系（19 < R < 21.7 mag）的光度红移估计得 z ≈ 0.3–0.5，推算线性尺寸 >1 Mpc，证实其为巨型源。
• 反Compton损失与同步辐射损失之比（B_iC / B_me）在2至6之间，表明反Compton损失是巨型源中主导的能量损失机制。
• 在多数源中，更亮的瓣更靠近核，与瓣因视线倾角及随年龄衰减而变暗的年轻化模型一致。
• 观测到射电-光学光度比（log r）与红移之间存在虚假相关性，可能源于光度偏差而非内在演化。
• 磁场能量密度与总能量密度之比（B²_me / (B²_iC + B²_me)）与线性尺寸相关，支持射电瓣老化理论模型。