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Enregistrement W4307996239 · doi:10.1051/0004-6361/202243572

Measuring the giant radio galaxy length distribution with the LoTSS

2022· article· en· W4307996239 sur OpenAlexfundno aff
M. S. S. L. Oei, R. J. van Weeren, Aivin R. D. J. G. I. B. Gast, A. Botteon, M. J. Hardcastle, Pratik Dabhade, Tim W. Shimwell, H. J. A. Röttgering, A. Drabent

Notice bibliographique

RevueAstronomy and Astrophysics · 2022
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueGalaxies: Formation, Evolution, Phenomena
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesLos Alamos National LaboratoryArgonne National LaboratorySLAC National Accelerator LaboratoryDST-NRF Centre Of Excellence In Tree Health BiotechnologyHigh Energy PhysicsDivision of Astronomical SciencesScience Mission DirectorateCollege of Engineering, Michigan State UniversityLawrence Berkeley National LaboratoryJet Propulsion LaboratoryOffice of ScienceUniversity of Illinois at Urbana-ChampaignInstituto de Astrofísica de CanariasPlanetary Science DivisionGauss Centre for SupercomputingFermilabMax-Planck-Institut für AstronomieEötvös Loránd TudományegyetemObservatoire de Paris, Université de Recherche Paris Sciences et LettresMinisterium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-WestfalenNederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk OnderzoekDeutsche ForschungsgemeinschaftChinese Academy of SciencesUniversité d'OrléansBrookhaven National LaboratoryCentre National de la Recherche ScientifiqueMax-Planck-GesellschaftIntegrated Electronics Engineering Center, Binghamton UniversityUniversity of HertfordshireQueen's UniversityUniversity of EdinburghBundesministerium für Bildung und ForschungNational Central UniversitySpace Telescope Science InstituteUniversity of SussexUniversity of NottinghamUniversity of CambridgeIstituto Nazionale di AstrofisicaDurham UniversityScience and Technology Facilities CouncilYork UniversityUniversity of ChicagoNational Energy Research Scientific Computing CenterU.S. Department of EnergyYale UniversityStrongCarnegie Mellon UniversityUniversity of ArizonaSmithsonian Astrophysical ObservatoryEuropean Space AgencyUniversity of WashingtonPrinceton UniversityAlfred P. Sloan FoundationJohns Hopkins UniversityNational Science FoundationUniversity of MichiganVanderbilt UniversityHarvard UniversityOhio State UniversityUniversità degli Studi di TorinoSmithsonian InstitutionFinanciadora de Estudos e ProjetosUniversity of PennsylvaniaUniversity College LondonNational Aeronautics and Space AdministrationQueen's University BelfastGordon and Betty Moore FoundationCalifornia Institute of TechnologyNew Mexico State UniversityUniversity of PortsmouthScience Foundation Ireland
Mots-clésPhysicsAstrophysicsLOFARAstronomySupermassive black holeGalaxyRadio galaxyElliptical galaxyGalaxy formation and evolutionRadio telescope

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Context. Many massive galaxies launch jets from the accretion disk of their central black hole, but only ∼103 instances are known in which the associated outflows form giant radio galaxies (GRGs, or giants): luminous structures of megaparsec extent that consist of atomic nuclei, relativistic electrons, and magnetic fields. Large samples are imperative to understanding the enigmatic growth of giants, and recent systematic searches in homogeneous surveys constitute a promising development. For the first time, it is possible to perform meaningful precision statistics with GRG lengths, but a framework to do so is missing. Aims. We measured the intrinsic GRG length distribution by combining a novel statistical framework with a LOFAR Two-metre Sky Survey (LoTSS) sample of freshly discovered giants. In turn, this allowed us to answer an array of questions on giants. For example, we can now assess how rare a 5 Mpc giant is compared with one of 1 Mpc, and how much larger – given a projected length – the corresponding intrinsic length is expected to be. Notably, we can now also infer the GRG number density in the Local Universe. Methods. We assumed the intrinsic GRG length distribution to be Paretian (i.e. of power-law form) with tail index ξ, and predicted the observed distribution by modelling projection and selection effects. To infer ξ, we also systematically searched the LoTSS for hitherto unknown giants and compiled the largest catalogue of giants to date. Results. We show that if intrinsic GRG lengths are Pareto distributed with index ξ, then projected GRG lengths are also Pareto distributed with index ξ. Selection effects induce curvature in the observed projected GRG length distribution: angular length selection flattens it towards the lower end, while surface brightness selection steepens it towards the higher end. We explicitly derived a GRG’s posterior over intrinsic lengths given its projected length, laying bare the ξ dependence. We also discovered 2060 giants within LoTSS DR2 pipeline products; our sample more than doubles the known population. Spectacular discoveries include the largest, second-largest, and fourth-largest GRG known (lp = 5.1 Mpc, lp = 5.0 Mpc, and lp = 4.8 Mpc), the largest GRG known hosted by a spiral galaxy (lp = 2.5 Mpc), and the largest secure GRG known beyond redshift 1 (lp = 3.9 Mpc). We increase the number of known giants whose angular length exceeds that of the Moon from 10 to 23; among the discoveries is the angularly largest known radio galaxy in the Northern Sky, which is also the angularly largest known GRG (ϕ = 2°). Combining theory and data, we determined that intrinsic GRG lengths are well described by a Pareto distribution, and measured the index ξ = −3.5 ± 0.5. This implies that, given its projected length, a GRG’s intrinsic length is expected to be just 15% larger. Finally, we determined the comoving number density of giants in the Local Universe to be nGRG = 5 ± 2(100 Mpc)−3. Conclusions. We developed a practical mathematical framework that elucidates the statistics of giant radio galaxy lengths. Through a LoTSS search, we also discovered 2060 new giants. By combining both advances, we determined that intrinsic GRG lengths are well described by a Pareto distribution with index ξ = −3.5 ± 0.5, and that giants are truly rare in a cosmological sense: most clusters and filaments of the Cosmic Web are not currently home to a giant. Thus, our work yields new observational constraints for analytical models and simulations featuring radio galaxy growth.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,169
Écart entre enseignants0,162 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations45
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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