[论文解读] The radio source B 1834+620: A double-double radio galaxy with interesting properties

A. P. Schoenmakers, A. G. de Bruyn+2 more|CERN Bulletin|Dec 7, 1999

Radio Astronomy Observations and Technology被引用 33

一句话总结

本文提出 B 1834+620 为一个双重重叠射电星系（DDRG），具有两组对齐、嵌套的 FRII 型射电瓣，其中重启喷流在更早形成的较大喷流包层内部形成了内瓣。观测显示，内瓣以 0.19–0.29c 的速度前进，表明其年龄较轻，为 260 万至 580 万年，且周围介质密度极低（≤8×10⁻⁷ cm⁻³），支持在低密度环境中重启喷流模型。

ABSTRACT

We present a study of the peculiar radio galaxy B 1834+620. It is characterised by the presence of a 420-kpc large edge-brightened radio source which is situated within, and well aligned with, a larger (1.66 Mpc) radio source. Both sources apparently originate in the same host galaxy, which has a R_s-magnitude of 19.7 and a redshift of 0.5194, as determined from the strong emission-lines in the spectrum. We have determined the rotation measures towards this source, as well as the radio spectral energy distribution of its components. The radio spectrum of the large outer source is steeper than that of the smaller inner source. The radio core has a spectrum that peaks at a frequency of a few GHz. The rotation measures towards the four main components are quite similar, within $\sim\!2$ rad m$^{-2}$ of 58 rad m$^{-2}$. They are probably largely galactic in origin. We have used the presence of a bright hotspot in the northern outer lobe to constrain the advance velocity of the inner radio lobes to the range between 0.19c and 0.29c, depending on the orientation of the source. This corresponds to an age of this structure in the range between 2.6 and 5.8 Myr. We estimate a density of the ambient medium of the inner lobes of $\la 1.6 imes 10^{-30}$ gr\,cm$^{-3}$ (particle density $\la 8 imes 10^{-7}$ cm$^{-3}$). A low ambient density is further supported by the discrepancy between the large optical emission-line luminosity of the host galaxy and the relatively low radio power of the inner lobes.

研究动机与目标

• 研究奇特射电源 B 1834+620 的射电与光学特性，该源被识别为双重重叠射电星系（DDRG）。
• 确定内、外射电瓣的动力学与环境特性，包括其年龄与周围介质密度。
• 检验重启喷流情景作为 DDRG 形态成因的合理性，尤其通过分析喷流热点不对称性与光谱特性。
• 利用旋转量测量与热点亮度比，约束源的几何结构与取向。

提出的方法

• 利用 WSRT、VLA 以及 NVSS/WENSS 巡天，在多个频率（325–8460 MHz）进行射电连续谱成像，以描绘源的结构与谱指数。
• 进行光学谱线观测与 R_s 波段成像，以确定宿主星系的红移（0.5194）、星等（19.7）与发射线光度。
• 对偏振发射进行旋转量测量分析，以推断磁场结构并估算银河系贡献。
• 对核心与瓣进行谱能谱（SED）建模，以确定谱指数并识别谱峰位置。
• 利用热点亮度与瓣不对称性进行运动学建模，以估算内瓣的前进速度。
• 通过假设最小压强条件，利用内瓣与周围介质之间的压强平衡关系估算介质密度。

实验结果

研究问题

• RQ1 是什么原因导致在射电源 B 1834+620 中观测到的嵌套双重重叠形态？
• RQ2 内射电瓣的年龄与前进速度是多少？与其他 FRII 射电星系相比有何差异？
• RQ3 内瓣周围介质的密度是多少？与重启喷流模型的预测相比如何？
• RQ4 为何仅在北部外瓣存在明亮热点？这对源的取向与活动历史有何启示？
• RQ5 观测到的旋转量与谱能谱如何支持或挑战重启喷流情景？

主要发现

• B 1834+620 的内射电瓣前进速度在 0.19c 至 0.29c 之间，对应年龄为 260 万至 580 万年。
• 四个主要成分的旋转量测量值一致，约为 ~58 rad m⁻²，表明其主要来源于银河系。
• 外源的射电谱比内源更陡峭，且核心谱在数 GHz 处出现峰值。
• 内瓣周围介质密度估计为 ≤1.6×10⁻³⁰ g cm⁻³（≤8×10⁻⁷ cm⁻³），显著低于重启喷流模型的预测值。
• 宿主星系的光学发射线光度相对于内瓣的低射电光度而言偏高，进一步支持低密度环境。
• 仅在北部外瓣存在明亮热点，其亮度比约为南部瓣的 20 倍，支持高速、非对称喷流模型，并对源的取向提供了约束。