[論文レビュー] Revision of distance to SS433

A. A. Panferov|arXiv (Cornell University)|Jan 28, 2010

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、時間分解能の高い電波ジェット画像に運動モデルを適用することで、広く受け入れられている5.5 kpcから4.3 kpcへとSS 433までの距離を再評価している。モデルはジェット速度0.205cで、標準的な0.258cよりも knot 動作のフィットが良好である。電波ジェットと光学ジェットの前進位相の不一致は、高速コアと低速シェルからなる二重構造のジェットを示唆している。

ABSTRACT

Critical analysis shows that all estimates of the velocity of the radio jets of SS433 and the distance to the object based on the relativistic effect of light travel time are not accurate enough to be conclusive. From our elaboration of kinematics of knots in the radio jets in a sequence of images, a kinematic model of the radio jets with a velocity of 0.20c is a little better than one with the canonical velocity 0.26c observed actually in the optical and X-ray jets of SS433. Consequently the distance to SS433 should be lowered to 4.3 kpc. Besides this difference in velocity, the shift of the radio jets in the precession phase reveals itself in non-transient fashion, whereas it is not observed in the optical jets. In light of these differences, the jets must have two-component structure: with on-axis channel - optical jets, and low velocity shell - radio jets.

研究の動機と目的

• 時間分解能の高い電波ジェット画像と運動モデルを用いて、SS 433までの距離を再評価すること。
• Blundell & Bowler (2004) が光の伝播遅延効果に基づいて導出した標準的距離5.5 kpcの妥当性を検証すること。
• 特に前進位相と速度において、電波ジェットと光学ジェットの運動学的不一致を調査すること。
• 電波ジェットが単一成分モデルとは整合しない加速度または構造的複雑性を示すかどうかを検討すること。
• 電波ジェットと光学ジェット観測の不一致を解消するため、二重構造ジェットモデルを提案すること。

提案手法

• 固定されたエフェマリスを有する前進するジェットの運動モデルを適用：前進角 χ = 98.2°、傾斜角 i = 78.81°、円錐半角 θ₀ = 19.75°、前進周期 P₀ = 162.250 d、公転周期 Pb = 13.08211 d。
• 光の伝播遅延効果の式 μ = (vτ / (1 + vr/c)) / D を用い、観測された自己運動 μ をジェット速度 vj と距離 D に結びつける。相対論的射影効果を考慮する。
• Stirling et al. (2002) の電波画像における離散的 Knot にモデルジェット軌跡をフィットさせ、最小二乗残差を最適化することで vj と D を独立に最適化する。
• ジェットの加速度および位相シフトに対する結果の感度をテストし、残差を用いてモデルの適合度を評価する。
• 最適適合の vj = 0.205c と標準的 vj = 0.258c の両モデルを用いて、観測された Knot 位置との一致度を比較する。
• 前進位相シフトを用いて電波ジェットと光学ジェットの位相差を分析し、電波ジェットが常に8日分のリードを示すことを確認する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 電波ジェット Knot の運動モデルは、標準的距離5.5 kpcとは異なる距離を支持するか？
• RQ2 なぜ電波ジェット Knot は運動モデルの予測に対して一貫して約8日分の位相遅れを示すが、光学線ではそうではないのか？
• RQ3 観測された Knot 位置の残差は、標準的0.258c よりも低いジェット速度によってよりよく説明できるか？
• RQ4 電波ジェットと光学ジェットの間の前進位相および速度の不一致は、ジェット構造にどのような意味を持つのか？
• RQ5 運動モデルからの観測偏差は、単純な加速度ではなく、高速コアと低速シェルからなる二重構造ジェット系と一致するか？

主な発見

• 最適適合の運動モデルでは、ジェット速度が 0.205 ± 0.006c、距離が 4.36 ± 0.12 kpc となり、標準的距離5.5 kpc よりも顕著に低い。
• vj = 0.205c のモデルでは Knot あたり6.93 mas の残差、標準的0.258c モデルでは8.99 mas の残差となり、適合度が30%向上している。
• 光の伝播遅延効果は、2つのモデル間で Knot あたり5.73 mas の残差差を予測しており、観測された残差差2.06 mas と整合的である。
• 電波ジェットは、前進位相において常に運動モデル予測より約8日分リードしており、これは光学Hα線のシフトでは観測されない。これは根本的な運動学的差を示唆している。
• 継続的な位相遅れと速度の不一致は、電波ジェットが単一成分の流れではなく、低速シェル構造を有していることを示唆しており、高速コアとは明確に異なる。
• データからはジェットの加速度は検出できないが、モデルからの局所的ずれは、二重構造ジェット系（高速コア＋低速シェル）の相互作用に起因している可能性が高い。