[論文レビュー] Extreme intranight variability in the BL Lacertae object AO 0235+164

Gustavo E. Romero, S. A. Cellone+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 26, 2000

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、BLラクティック銀河AO 0235+164における極端な逐時光学変動を報告する。24時間以内に最大100%の変動が検出され、1晩で0.5等級の変化、連続する2晩で1.2等級の変化が観測された。30%の活動的増光中、スペクトル指数に変化が認められなかったことから、相対論的衝撃波の視線方向が変化する、ねじれを帯びたジェットの進動に起因する幾何的起源が支持される。これはKrausら（1999年）およびQian ら（2000年）のモデルと一致する。

ABSTRACT

We present results of two-colour photometry with high time resolution of the violently variable BL Lac object AO 0235+164. We have found extreme intranight variability with amplitudes of ~ 100 % over time scales of 24 hours. Changes of 0.5 magnitudes in both R and V bands were measured within a single night, and variations up to 1.2 magnitudes occurred from night to night. A complete outburst with an amplitude ~ 30 % was observed during one of the nights, while the spectrum remained unchanged. This seems to support an origin based on a thin relativistic shock propagating in such a way that it changes the viewing angle, as recently suggested by Kraus et al. (1999) and Qian et al. (2000).

研究の動機と目的

• AO 0235+164における極端な逐時光学変動の性質を調査すること。
• 観測された急速な輝度変化が、内部的発光機構に起因するのか、幾何的効果に起因するのかを特定すること。
• 変動が、ジェットの進動に起因する相対論的衝撃波の視線方向の変化によって生じるという仮説を検証すること。
• スペクトル変化のない、色温度に依存しない、時間的に対称な増光を説明できる、進動するヘリカルジェットモデルの妥当性を評価すること。
• 高時間分解能の2色光度測定を用いて、放射領域の物理的パラメータを制約すること。

提案手法

• 100秒の積分時間で、2.15-m CASLEO望遠鏡を用いて高時間分解能の2色CCD光度測定を実施した。
• 見かけの変動に起因する影響を最小限に抑えるために、8ピxlsのアパーチャー（6.5角秒）を用いた相対光度測定を実施した。
• Landolt（1992年）の標準星を用いてマグニチュードをキャリブレーションし、バイアス補正とフラットフィールド補正を適用した。
• Bessell（1979年）のキャリブレーションを用いてVバンドおよびRバンドのフラックス密度を計算し、銀河赤方偏移（EB-V = 0.08）を補正した。
• パワーロー法（F ∝ ν^α）によるフィッティングを用いてスペクトル指数を計算し、その散乱をモニタリングすることでスペクトル安定性を評価した。
• APPHOTを用いたIRAFTソフトウェアパッケージを用い、比較星を用いて系統的誤差を制御した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 AO 0235+164で観測された、数時間スケールで最大100%に達する極端な逐時変動の原因は何か？
• RQ2 観測された輝度変動に伴い、スペクトル指数が変化するか。これは、内部的スペクトル進化か、幾何的モードラションを示唆するか？
• RQ3 Kraus ら（1999年）およびQian ら（2000年）の進動するヘリカルジェットモデルは、スペクトル変化のない、色温度に依存しない、時間的に対称な増光を説明できるか？
• RQ4 相対論的ビーミングとドーピラー因子の変動が、急速な輝度変動を生じる役割を果たすか？
• RQ5 重力的マイクロレンズ効果も観測された変動を説明できるか？データはこのメカニズムにどのような制約を課すか？

主な発見

• 1999年11月5日、Vバンドで1晩のうちに30%の輝度増光が観測されたが、スペクトル指数に顕著な変化は認められなかった。
• RバンドおよびVバンドの両方で、1晩のうちに0.5等級の変動が観測され、連続する2晩間で最大1.2等級の変化が認められた。
• Vバンドでは26σ以上の有意水準、Rバンドでは30.9σ以上の有意水準に達しており、統計的に極めて有意であることが示された。
• フィールド星のスペクトル指数の散乱は|σα| ≈ 0.074であったため、出力中における源のスペクトル指数が安定していることが確認された。
• 30%の増光中、スペクトル変動が認められなかったことから、視線方向の変化に起因する幾何的起源が支持され、進動するヘリカルジェットモデルと整合的である。
• ローレンツ因子Γ = 25の場合、衝撃波の進行方向が視線方向に対して1°変化するだけで、輝度変動が約70%に達する。これは観測された30%の変動と整合的である。