[論文レビュー] The TANAMI Program: Southern-Hemisphere AGN on (Sub-)parsec Scales

Cornelia Müller, F. Krauß+9 more|arXiv (Cornell University)|Jan 18, 2013

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

TANAMIプログラムは、約80個の南半球のAGNジェットを同時二波長（8 GHzおよび22 GHz）VLBIでモニタリングし、その準パーセクスケールの運動学的・スペクトル的進化を研究している。主な結果として、PKS 0625–354では最大3.0 ± 0.5cの超光速ジェット速度が観測され、セプテンス・アラクネスAでは約3.5 masに静止成分が確認された。時間依存スペクトル指数マップにより、PKS 0537–441におけるγ線放射源の可能性が示された。

ABSTRACT

The Southern Hemisphere VLBI monitoring program TANAMI provides dual-frequency (8 GHz and 22 GHz), milliarcsecond monitoring of extragalactic jets south of -30 degrees declination. The TANAMI sample consists of a combined radio and gamma-ray selected subsample of currently 80 AGN jets, with new gamma-ray bright sources being added upon detections by Fermi/LAT. Supporting programs provide simultaneous multiwavelength coverage of all sources, in order to construct broadband spectral energy distributions (SEDs) of flaring and quiescence source states, as well as a rapid follow-up of high-energy flares. This combined setup allows us to continuously study the spectral and structural evolution of highly energetic extragalactic jets and test correlations in different wavebands, providing crucial information on underlying physical mechanisms. Here, we present jet kinematics of Centaurus A and show preliminary VLBI results on PKS 0625-354 and the time-dependent spectral index image of PKS 0537-441.

研究の動機と目的

• ミリアーセクスケールで南半球の銀河間ジェットの運動学的・スペクトル的進化を調査すること。
• 高エネルギーのフレアと構造的変化を相関させることで、AGNジェットにおける電波-γ線相関関係を検証すること。
• 多波長観測データを用いて、フレア状態と静穏状態の両方におけるブロードバンドスペクトルエネルギー分布（SEDs）を構築すること。
• 高分解能スペクトル指数画像を用いて、潜在的なγ線放射源を特定すること。
• 高分解能VLBIおよび多波長データを用いて、レプトニク・ハドロニク・ハイブリッドの各ジェット放射モデルの違いを区別すること。

提案手法

• オーストラリア、チリ、ニュージーランド、南アフリカおよび南極の電波望遠鏡を含むLong Baseline Arrayを用い、8 GHzおよび22 GHzで頻回な二波長VLBI観測を実施すること。
• (u,v)データに対するガウス型モデルフィッティングを実施し、個々のジェット成分を特定・追跡することで運動学的解析を実施すること。
• 8 GHzおよび22 GHzの画像間のflux密度比を用いて、時間依存スペクトル指数マップを作成し、スペクトル指数αはFν ∝ ν^αで定義する。
• ATCA、Ceduna、Swift、XMM-Newton、Fermi/LATの同時多波長観測データとVLBIデータを統合し、ブロードバンドSEDを構築すること。
• 時間経過に伴う成分位置の線形回帰を適用し、顕在速度（v_app）を導出し、静止特徴を同定すること。
• 8 GHzおよび22 GHz画像のスペクトル指数マップ作成のため、共通のリカバリービームを用いて画像をアラインメントすること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 準パーセクスケールにおけるセプテンス・アラクネスAおよびPKS 0625–354のジェット成分の顕在速度は何か？
• RQ2 スペクトル指数マップから示唆される潜在的なγ線放射源は、ジェットのどの位置にあるか？
• RQ3 立ち往生する衝撃波やコア延長を示す可能性のある静止成分はジェットに存在するか？
• RQ4 Fermi/LATで観測された高エネルギーフレアとスペクトル指数の変化はどのように相関しているか？
• RQ5 観測された多波長SEDおよびスペクトル指数の進化と最も整合するジェット放射モデルは、レプトニク、ハドロニク、またはハイブリッドのいずれか？

主な発見

• セプテンス・アラクネスAは、1〜4 mas/yrの顕在速度を示す複雑なジェット運動学的特性を示し、スペクトルが平坦な静止成分（約3.5 mas）が存在する。これは、立ち往生する衝撃波またはコア延長である可能性が高い。
• PKS 0625–354のジェットは、顕在速度3.0 ± 0.5cを示し、相対論的流れであることを示している。
• セプテンス・アラクネスAでは約25 masに静止放射特徴が観測され、表面輝度の低下とその後のコリメーションが観察され、22 GHz特徴と同一位置に存在する。
• PKS 0537–441の時間依存スペクトル指数マップは、光学的厚さ領域（色が濃い）を示しており、これはγ線生成源に対応する可能性がある。
• PKS 0537–441のスペクトル指数マップは、2008年3月から8月にかけて顕著な変化を示しており、パーセクスケールでの動的スペクトル進化が確認された。
• TANAMIは、サンプルの約1/3について初めてVLBI画像を得ており、ジェット構造およびスペクトル進化の高分解能研究を可能にした。