[論文レビュー] The inner radio jet region and the complex environment of SS433

Z. Paragi, R. C. Vermeulen+4 more|arXiv (Cornell University)|Jul 13, 1999

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、1.6、5、15 GHzで実施された多周波数VLBAおよびVLA観測を用いて、SS433の最高解像度の電波スペクトル指数マップを提示する。これにより、東部および西部の構成要素の間にギャップを有する二分岐したコアが明らかになった。運動学的中心（連星系として特定される）はこのギャップに位置し、内側の1 AUスケール領域では、シンクロトロン自己吸収と外部の自由自由吸収が併存している可能性が示唆される。また、円盤様のイオン化物質分布と、準拠風または降着円盤の延長に関連すると考えられる2つの異常な電波成分の存在も示唆される。

ABSTRACT

We present multi-frequency VLBA+VLA observations of SS433 at 1.6, 5 and 15 GHz. These observations provide the highest angular resolution radio spectral index maps ever made for this object. Motion of the components of SS433 during the observation is detected. In addition to the usual VLBI jet structure, we detect two radio components in the system at an anomalous position angle. These newly discovered radio emitting regions might be related to a wind-like equatorial outflow or to an extension of the accretion disk. We show that the radio core component is bifurcated with a clear gap between the eastern and western wings of emission. Modelfitting of the precessing jets and the moving knots of SS433 shows that the kinematic centre -- i.e. the binary -- is in the gap between the western and eastern radio core components. Spectral properties and observed core position shifts suggest that we see a combined effect of synchrotron self-absorption and external free-free absorption in the innermost AU-scale region of the source. The spatial distribution of the ionized matter is probably not spherically symmetric around the binary, but could be disk-like.

研究の動機と目的

• 多周波数VLBIおよびアンテナ合成技術を用いて、SS433の内側ジェット構造を可能な限り高い角分解能で解明すること。
• 摺り上がりジェットの運動学的中心を特定し、その位置を電波コア構造内に同定すること。
• SS433の内側1 AUスケール領域におけるスペクトル指数の変化および吸収効果を引き起こす物理的メカニズムを特定すること。
• 異常な位置角に位置する2つの新規検出された電波成分の起源を解明し、赤道風または降着円盤の延長と関連する可能性を検討すること。
• 連星周辺のイオン化物質の空間的分布を評価し、特に非球対称性、特に円盤様の形状の有無を検証すること。

提案手法

• 1.6、5、15 GHzで実施された多周波数VLBAおよびVLA観測により、1ミリアーキセコンド未塔の分解能を達成する。
• 摺り上がりジェットおよび移動するノードのモデルフィッティングにより、連星系の運動学的中心および軌道パラメータを特定する。
• 源全体にわたるスペクトル指数マッピングを実施し、放射特性を分析し、吸収メカニズムを同定する。
• コア位置のずれおよび輝度の非対称性の分析により、シンクロトロン自己吸収および外部の自由自由吸収の存在を推測する。
• イオン化物質分布の空間的モデリングにより、非球対称性、特に円盤様幾何学の有無を検証する。
• 干渉計画像化を用いて、異常な位置角に位置する明るいが広がった電波成分を検出し、その特徴を特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SS433の摺り上がりジェットの真の運動学的中心はどこにあり、電波コア構造内ではどのように同定されるか？
• RQ2 源の内側1 AUスケール領域で支配的である物理的メカニズムは、シンクロトロン自己吸収か外部の自由自由吸収か？
• RQ3 観測された電波コアの二分岐および東部・西部の放射翼の間のギャップの原因は何か？
• RQ4 異常な位置角に位置する2つの新規検出電波成分の起源は何か？また、降着円盤または赤道風とどのように関連しているか？
• RQ5 連星系周辺のイオン化物質の分布は球対称的か、それとも円盤様の形状を示すか？

主な発見

• 摺り上がりジェットの運動学的中心（連星系として特定される）は、電波コアの東部および西部の翼の間のギャップに位置し、移動ノードのモデルフィッティングにより確認された。
• 電波コアは明確なギャップを有する二分岐構造を示しており、単純な対称的ジェットモデルでは説明できない複雑な放射構造であることが示された。
• スペクトル指数マップは、内側1 AUスケール領域の観測された電波スペクトルに、シンクロトロン自己吸収と外部の自由自由吸収の両方が寄与していることを示している。
• イオン化物質の空間的分布は球対称ではなく、円盤様のモデルが最も適切であると判明し、非対称な噴出または降着幾何学の可能性を示唆している。
• 異常な位置角に位置する2つの電波成分が検出されたが、これは赤道風または降着円盤の延長に起因する可能性がある。
• 観測中のジェット成分の運動を確認したところ、ジェットの摺り上がり性質が裏付けられ、連星系の運動学的モデルを支持する結果となった。