Spectral ageing analysis and dynamical analysis of the double-double radio galaxy J1548–3216

Context. Determining ages of the outer and the inner lobes of so-called double-double radio galaxies (DDRGs) is crucial for understanding the active cycles of galactic nuclei, the phases of interruption of the jet flow, and physical conditions in the surrounding galactic and intergalactic medium governing the jets' propagation. A recognition and understanding of these conditions during the restarted jet activity is of special interest. Aims. We determine the ages and other physical characteristics of the outer and the inner lobes of the DDRG J1548-3216, as well as the properties of the surrounding environment during the original and the restarted phase of the jets' activity. Methods. Using the new low-frequency and high-frequency radio images of this galaxy, we determined the shape of the spectrum along its lobes and performed the classical spectral-ageing analysis. On the other hand, we applied the analytical model of the jet's dynamics, which allowed us to derive the physical conditions for the source's evolution during the original jet propagation through the unperturbed IGM, as well as those when the restarted new jet propagates inside the outer cocoon formed by the old jet material that passed through the jet terminal shock. Results. The dynamical age estimate of the outer and the inner lobes is $132\pm28$ Myr and ${\sim}9\pm4$ Myr, respectively. The synchrotron age in the outer lobes systematically rises from ~25 Myr in the vicinity of the lobes' edges to about 65–75 Myr in the centre of the old cocoon. These ages imply an average expansion speed along the jets' axis: ($0.012\pm0.003$)c in the outer lobes and ($0.058\pm 0.025$)c in the inner lobes, but the latter speed would be ~0.25 c when they were of age less than 1 Myr. We find that the jet power during the restarted activity is about ten-fold fainter than that of the original jet. Similar disproportion is found for the internal pressures and the magnetic field strengths in the old cocoon and those in the inner lobes. This disproportion can be effectively reduced by assuming the same equations of state for the emitting particles and the magnetic fields within the old and the new lobes. However, we think that our assumption of the non-relativistic equation of state for the old cocoon and the relativistic one for the new lobes is more justified

Dynamical analysis of the complex radio structure in 3C 293 : clues on a rapid jet realignment in X-shaped radio galaxies

Context. Radio galaxies classified as X-shaped/winged, are characterised by two pairs of extended and misaligned lobes, which suggest a rapid realignment of the jet axis, for which a potential cause (including binary supermassive black holes, a black hole merger, or a Lense-Thirring precession) is still under debate. Aims. Here we analyse the complex radio structure of 3C 293 winged source hosted by the post-merger galaxy UGC 8782, which uniquely displays a significant asymmetry between the sizes (and therefore the ages) of the two pairs of lobes, indicating that an episode of jet realignment took place only very recently. This allows us to tightly constrain the corresponding timescales, and therefore to discriminate between different models proposed for the formation of X-shaped radio galaxies in general. Methods. Based on all the available and carefully re-analysed radio data for 3C 293, we have performed a detailed spectral modelling for the older and younger lobes in the system, using the existing evolutionary DYNAGE algorithm. In this way we derived the lobes’ ages and jet energetics, which we then compared to the accretion power in the source. Results. We found that the 200 kpc-scale outer lobes of 3C 293 are ~ 60 Myr old and, until very recently, have been supplied with fresh electrons and magnetic field by the jets, i.e., jet activity related to the formation of the outer lobes ceased within the last Myr. Meanwhile, the inner 4 kpc-scale lobes, tilted by ~ 40° with respect to the outer ones, are only about ~ 0.3 Myr old. Interestingly, the best model fits also return identical values of the jet power supplying the outer and the inner structures. This power, moreover, is of the order of the maximum kinetic luminosity of a Blandford-Znajek jet for a given black hole mass and accretion rate, but only in the case of relatively low values of a black hole spin, a ~ 0.2. Conclusions. The derived jet energetics and timescales, along with the presence of two optical nuclei in UGC 8782, all provide a strong support to the Lense-Thirring precession model in which the supermassive black hole spin, and therefore the jet axis, flips rapidly owing to the interactions with the tilted accretion disk in a new tidal interaction episode of the merging process. We further speculate that, in general, X-shape radio morphology forms in post-merger systems that are rich in cold molecular gas, and only host slowly spinning supermassive black holes

A Novel Method for Estimating the Ambient Medium Density Around Distant Radio Sources from Their Observed Radio Spectra

The dynamical evolution and radiative properties of luminous radio galaxies and quasars of the FRII type, are well understood. As a result, through the use of detailed modeling of the observed radio emission of such sources, one can estimate various physical parameters of the systems, including the density of the ambient medium into which the radio structure evolves. This, however, requires rather comprehensive observational information, i.e. sampling the broad-band radio continua of the targets at several frequencies, and imaging their radio structures with high resolution. Such observations are, on the other hand, not always available, especially for high-redshift objects. Here we analyze the best-fit values of the source physical parameters, derived from an extensive modeling of the largest currently available sample of FRII radio sources, for which good-quality multi-wavelength radio flux measurements could be collected. In the analyzed dataset, we notice a significant and non-obvious correlation between the spectral index of the non-thermal radio emission continuum, and density of the ambient medium. We derive the corresponding correlation parameters, and quantify the intrinsic scatter by means of Bayesian analysis. We propose that the discovered correlation could be used as a cosmological tool to estimate the density of ambient medium for large samples of distant radio galaxies. Our method does not require any detailed modeling of individual sources, and relies on limited observational information, namely the slope of the radio continuum between the rest-frame frequencies 0.4GHz and 5GHz, possibly combined with the total linear size of the radio structure.Comment: Accepted for publication in the Astrophysical Journa

Ageing analysis of the giant radio galaxy J1343+3758

Deep 4860 and 8350 MHz observations with the VLA and 100-m Effelsberg telescopes, supplementing available radio survey maps at the frequencies of 327 MHz (WENSS survey) and 1400 MHz (NVSS survey), are used to study the synchrotron spectra and radiative ages of relativistic particles in opposite lobes of the giant radio galaxy J1343+3758 (Machalski & Jamrozy [CITE]). The classical spectral ageing analysis (e.g. Myers & Spangler [CITE]) with assumption of equipartition magnetic fields gives a mean separation velocity ($\langle v_{\rm sep}\rangle$) of about 0.16 c and 0.12 c measured with respect to the emitting plasma, and suggests a maximum particle age of about 48 and 50 Myr in the NE and SW lobes, respectively. On the contrary, a mean jet-head advanc

Przydatność nowego analogowego systemu eliminacji zakłóceń od impulsów z zapisu EKG w czasie nieinwazyjnej stymulacji serca

Cel pracy: Ocena jakości zapisów EKG nieinwazyjnej stymulacji serca, przy użyciu nowego analogowego systemu eliminacji zakłóceń, zewnętrznego w stosunku do rejestratora. Materiał i metody: Przezprzełykową (w układzie dwubiegunowym) stymulację przedsionków i przezskórną (w układzie trójelektrodowym) stymulację komór serca prowadzono stymulatorem nieinwazyjnym NAP601 (ITAM Zabrze), sprzężonym z przezprzełykowym stymulatorem SP-5plus, wyposażonym w torze rejestracji EKG w analogowy systemu eliminacji zakłóceń od impulsów. Sprawność systemu oceniono u 15 pacjentów przy 60 i 120 ms czasie trwania eliminacji zakłóceń. Wyniki: Próg pobudzenia przedsionków i komór serca znajdował się w przedziale od 4 do 110 mA. Dobra jakość zapisów EKG zarówno z powierzchni jak i z przełyku uzyskana dzięki nowemu systemowi pozwoliła na uwidocznienie wystymulowanych załamków P i R oraz na identyfikację miejsca pobudzenia w lewej lub prawej komorze serca. Czas trwania eliminacji zakłóceń równy 60 ms okazał się bardziej przydatny przy stymulacji przezprzełykowej przedsionków, zaś 120 ms przy stymulacji przezskórnej komór serca. Wnioski: Analogowy system eliminacji zakłóceń zapewnia dobrą dla interpretacji jakość zapisu EKG w czasie przezprzełykowej i przezskórnej stymulacji serca, niezależnie od typu użytego rejestratora. Ograniczeniem dla efektywnego działania systemu mogą być jedynie zakłócenia w zapisie EKG powodowane przez znaczny ruch klatki piersiowej, powstający w czasie przezskórnej stymulacji serca przy prądach większych od 80 mA

Przydatność nowego analogowego systemu eliminacji zakłóceń od impulsów z zapisu EKG w czasie nieinwazyjnej stymulacji serca

Cel pracy: Ocena jakości zapisów EKG nieinwazyjnej stymulacji serca, przy użyciu nowego analogowego systemu eliminacji zakłóceń, zewnętrznego w stosunku do rejestratora. Materiał i metody: Przezprzełykową (w układzie dwubiegunowym) stymulację przedsionków i przezskórną (w układzie trójelektrodowym) stymulację komór serca prowadzono stymulatorem nieinwazyjnym NAP601 (ITAM Zabrze), sprzężonym z przezprzełykowym stymulatorem SP-5plus, wyposażonym w torze rejestracji EKG w analogowy systemu eliminacji zakłóceń od impulsów. Sprawność systemu oceniono u 15 pacjentów przy 60 i 120 ms czasie trwania eliminacji zakłóceń. Wyniki: Próg pobudzenia przedsionków i komór serca znajdował się w przedziale od 4 do 110 mA. Dobra jakość zapisów EKG zarówno z powierzchni jak i z przełyku uzyskana dzięki nowemu systemowi pozwoliła na uwidocznienie wystymulowanych załamków P i R oraz na identyfikację miejsca pobudzenia w lewej lub prawej komorze serca. Czas trwania eliminacji zakłóceń równy 60 ms okazał się bardziej przydatny przy stymulacji przezprzełykowej przedsionków, zaś 120 ms przy stymulacji przezskórnej komór serca. Wnioski: Analogowy system eliminacji zakłóceń zapewnia dobrą dla interpretacji jakość zapisu EKG w czasie przezprzełykowej i przezskórnej stymulacji serca, niezależnie od typu użytego rejestratora. Ograniczeniem dla efektywnego działania systemu mogą być jedynie zakłócenia w zapisie EKG powodowane przez znaczny ruch klatki piersiowej, powstający w czasie przezskórnej stymulacji serca przy prądach większych od 80 mA

Recurrent Activity in Radio Galaxies

One of the outstanding issues concerning extragalactic radio sources is the total duration of their active phase and the possible existence of duty cycles of their nuclear activity. A duty cycle can be recognized if there is a mechanism which preserves the information of past activity for a sufficiently long time after a new activity has started up. If a new cycle starts before the radio lobes created during a former activity period have faded, we can recognize this by the observations of a young radio source embedded in an old relic structure