[论文解读] VLA Observations of the giant Radio Galaxy 3C 449

L. Feretti, R. A. Perley+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 20, 1998

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 2被引用 3

一句话总结

本研究利用高灵敏度、高分辨率的VLA多频段观测，对巨射电星系3C 449进行了研究，揭示了包括喷流尾迹和摆动在内的详细瓣状结构。研究发现，在核心附近5 kpc范围内存在相对论喷流的减速现象，并检测到显著的法拉第旋转，表明存在外部屏幕，很可能位于星系群的星系际介质中。

ABSTRACT

In this paper we present multifrequency VLA observations of the giant radio galaxy 3C 449, obtained with high sensitivity and resolution in total intensity and polarized flux. These images show the source morphology in great detail, in particular we detect plumes and wiggles in the low brightness lobes. The source is considerably polarized at all frequencies. The spectral index map between 5 GHz and 8.4 GHz shows that the northern region beyond 1' from the core has a much flatter spectrum than the southern one. We analyse the jet dynamics, and conclude that the jets are relativistic at the beginning, and decelerate significantly within 10" (5 kpc) from the core. We compute the rotation measure, and detect significant values within +-50 rad/m^2 of the expected contribution of our Galaxy. The Faraday effect is likely to originate in an external screen, which is most probably the intergalactic medium of the group of galaxies around 3C pap449.

研究动机与目标

• 利用高灵敏度VLA观测，研究巨射电星系3C 449的详细形态和偏振结构。
• 通过分析源内频谱指数分布，推断电子能量分布及射电喷流的年龄。
• 通过检查核心附近和瓣状结构的频谱与结构特性，研究喷流动力学。
• 测量旋转量（RM）并确定源环境中的法拉第旋转起源。
• 评估法拉第旋转是否源于内部或外部屏幕，特别是宿主星系群的星系际介质。

提出的方法

• 在5 GHz和8.4 GHz频段进行多频段VLA观测，总强度和偏振流量具有高角分辨率和高灵敏度。
• 生成了源形态的详细图像，包括低表面亮度瓣状结构、喷流尾迹和摆动。
• 在5 GHz与8.4 GHz之间生成频谱指数图，以研究频谱倾斜及电子老化。
• 计算源内各区域的旋转量（RM），以识别法拉第旋转效应及其空间分布。
• 将观测到的RM值与银河系贡献进行比较，以分离出外部法拉第旋转成分。
• 基于核心附近结构不对称性和频谱指数梯度，建立喷流减速的模型。

实验结果

研究问题

• RQ1 3C 449的瓣状结构和喷流的详细形态如何，特别是在低表面亮度区域？
• RQ2 频谱指数在源内如何变化，这对电子能量分布和电子老化有何含义？
• RQ3 观测到的法拉第旋转的本质和起源是什么——是源内部还是宿主星系群外部？
• RQ4 喷流动力学在核心附近前5 kpc内如何演化？
• RQ5 观测到的旋转量是否与银河系前景一致，或是否源于星系际介质中的外部屏幕？

主要发现

• VLA观测揭示了3C 449低表面亮度瓣状结构中此前未被探测到的喷流尾迹和摆动，表明存在复杂的物质动力学。
• 在核心以北超过1'的区域，北部瓣状结构的频谱指数比南部瓣状结构更平坦，表明其电子更年轻或能量更高。
• 喷流在距离核心10''（5 kpc）范围内发生减速，表明喷流初始为相对论性，但在此距离内显著减慢。
• 旋转量在±50 rad/m²范围内具有显著值，超过预期的银河系贡献，表明存在外部法拉第屏幕。
• 该外部屏幕最可能为宿主3C 449的星系群的星系际介质，与观测到的RM分布一致。
• 该源在所有观测频率下均表现出高度偏振，表明瓣状结构中存在有序的磁场结构。