[論文レビュー] Compact Intraday Variable Radio Cores: New Observational Approaches

L. Fuhrmann, Giuseppe Cimò+5 more|arXiv (Cornell University)|Jul 22, 2002

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、クェザーやBL Lacsにおける日次変動（IDV）の起源が内在的か屈折的銀河間スキャッタリング（RISS）に起因するかを区別するための2つの新しい観測的手法を提示する。まず、345 GHzでのサブミリ波長帯におけるIDVの懸念される検出結果が報告され、その高周波数帯ではRISSが抑制されるため、これは内在的変動を示唆する。第二に、IDV源0954+658の前方に位置する高緯度分子CO雲の初回検出がなされ、このような雲がRISSの原因となるスキャッタリングスクリーンを担う可能性があることを示唆する。

ABSTRACT

The evidence for refractive interstellar scintillation (RISS) being the main cause for rapid intraday variations (Intraday Variability, IDV) in Quasars and BL Lacs has recently become stronger. If IDV is still a complex composition of extrinsic and source intrinsic effects, the intrinsic part of the IDV pattern should show up in the millimeter and sub-millimeter regime due to the frequency dependence of RISS. Hence, observations at higher frequencies are essential in order to exclude RISS as the sole cause of IDV. Here we report on our new attempt to search for rapid variations at much higher frequencies. In addition, the possibility of a direct detection of the postulated scattering screen in front of IDV sources will be discussed. Our recent line observations towards a few IDV sources lead to the first detection of a high latitude molecular cloud in front of an intraday variable radio core.

研究の動機と目的

• クェザーやBL Lacsにおける日次変動（IDV）が内在的か、屈折的銀河間スキャッタリング（RISS）に起因するかを検証すること。特に、RISSが消失すると予想される高周波数帯でのプローブが目的である。
• RISSの原因となる銀河間スキャッタリングスクリーンを、IDV源の視線方向に存在するイオン化ガスや分子ガスの関連物質を直接検出することで同定すること。
• IDV源と高緯度分子雲（HLCs）との空間的・物理的関連性を調査し、それらがスキャッタリングプラズマを宿す可能性を検討すること。
• 多周波数およびスペクトル線観測を用いて、観測されたIDVパターンを内在的成分と外在的成分に分離可能かどうかを検討すること。

提案手法

• 32 GHz帯での40時間にわたるIDV源観測をエフェルスベルク電波望遠鏡で実施。高密度の時間サンプリングと二次標準定標源を用いて、高周波数帯でのIDVを検出する。
• 345 GHz帯での3週間の多周波数キャンペーンを実施。サブミリ波長帯でのIDVを、フラットスペクトル電波源に対して探索する。
• 230 GHz帯でのスペクトル線観測を、SIS受信機を用いて実施。IDV源、特に0954+658に向けてCO(2–1)線の放射を検出する。
• 0954+658に向けて7′×7′のラスターマップをCO線放出に対して作成。合計15時間の積分時間で、視線方向の分子物質の位置を特定する。
• 既知の高緯度分子雲（HLCs）、例えばウラス・マジョリス・コンプレックスなどと、IDV源との空間的関係を分析する。
• イオン化物質（例：HCO+、H30α）および電波再結合線（RRLs）の後続観測を計画。これにより、イオン化スキャッタリング物質の存在を確認する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 345 GHz帯でのサブミリ波長帯IDVは、IDV源で検出可能か。もしそうであれば、RISSがIDVの唯一の原因であることを排除できるか？
• RQ2 IDV源と局所銀河間媒体（LISM）内の分子雲との間には、直接的な観測的証拠があるか？
• RQ3 分子ガスまたはイオン化ガスからのスペクトル線放射を介して、RISSの原因となるスキャッタリングスクリーンを直接検出できるか？
• RQ4 IDV源と高緯度分子雲との間の空間的および運動的関係は何か。これにより、雲がスキャッタリングスクリーンとしての役割を果たしていることが支持されるか？
• RQ5 0954+658で観測された極端なスキャッタリングイベント（ESEs）は、密度が高く塊状の分子雲境界と相関しているか？

主な発見

• 345 GHzキャンペーンの予備的結果から、BL Lacsの対象0716+714が顕著な変動を示していることが判明。これはサブミリ波長帯での内在的IDVの可能性を示唆し、RISSの支配的要因であると仮定すると矛盾する。
• IDV源0954+658に向けてCO(2–1)線が検出され、LSRドップラー速度-1.54 km/sで主 beam 優先温度が1.005 Kに達した。これは視線方向に分子雲が存在することを確認する。
• 検出されたCO雲は440″にわたって延びており、0954+658の東側に位置している。源は雲の外側西側シェルに位置しており、スキャッタリングスクリーンとの関連が示唆される。
• CO雲までの距離は約100 pcと推定され、10時間スケールのRISSを生じさせるスキャッタリングスクリーンの期待される距離と整合的である。
• 源0954+658はCO雲の外側シェルの後方にある。この領域には、スキャッタリング効果を生じる可能性のあるイオン化境界層が存在する可能性がある。
• HCO+およびH30α線の追加観測では弱く、断定に至らない信号が得られた。高感度の後続観測が必要であり、特にIRAM 30m望遠鏡での観測が望ましい。