[論文レビュー] Total intensity and polarized emission of the parsec-scale jet in 3C345

E. Ros, J. A. Zensus+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 24, 1999

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 2被引用数 8

ひとこと要約

本研究は、1995–1996年の3回の観測エポックにおいて1.3、2、3.6、6 cmの波長でVLBA観測を用いて、クェザー3C345のパーセクスケールジェットにおける全強度および線形偏光を分析した。その結果、核からの約1.5ミリアーセコンドの距離で、衝撃支配からプラズマ相互作用支配への発光メカニズムの転換が生じることが判明した。この転換は、電場ベクトルの方位角の変化と6 cm波長での強い部分偏光（約15％）によって示され、ジェット内部領域における発光メカニズムの変化を示している。

ABSTRACT

We have studied the parsec-scale structure of the quasar 3C345 at λλ1.3, 2, 3.6, and 6 cm, using total intensity and linear polarization images from 3 epochs of VLBA observations made in 1995.84, 1996.41, and 1996.81. The images show an unresolved "core" and a radio jet extending over distances up to 25 milliarcseconds. At 1.3 and 2 cm, images of the linearly polarized emission reveal an alignment of the electric vector with the extremely curved inner section of the jet. At 6 cm, the jet shows strong fractional polarization (m~15%), with the electric vector being oriented perpendicular to the jet. This is consistent with the existence of a transition from the shock-dominated to the plasma interaction-dominated emission regimes in the jet, occurring at a distance of ~1.5 milliarcseconds from the "core".

研究の動機と目的

• 高分解能電波干渉計を用いて、クェザー3C345のパーセクスケールジェットの構造と発光メカニズムを調査すること。
• 複数の波長とエポックにおける全強度および線形偏光の空間的分布を特定すること。
• 特に核付近における物理的状態と発光制御機構の転換を同定すること。
• 電場ベクトル位置角のジェット形状との整合性と、それらが磁場構造に与える意味を理解すること。
• 周波数および核からの距離に応じた部分偏光特性の変化を特徴づけること。

提案手法

• 1995.84、1996.41、1996.81の3回のエポックにおいて、1.3、2、3.6、6 cmの波長で非常に長基線配列（VLBA）観測を実施した。
• 25ミリアーセコンドまで分解能の高い全強度および線形偏光画像を生成し、ジェット構造を解明した。
• 1.3 cmおよび2 cmの波長で、曲がった内側ジェット部における電場ベクトル位置角（EVPA）の向きを分析した。
• 特に6 cm波長でのジェット全体の部分偏光を測定し、発光制御機構の優位性を評価した。
• 観測された偏光パターンを基に、衝撃支配からプラズマ相互作用支配への発光制御機構の転換を推定した。
• 空間的およびスペクトル的解析を適用し、核からの距離が約1.5ミリアーセコンドの地点に転換点が存在することを特定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 3C345のパーセクスケールジェットにおける全強度および偏光発光の空間的構造は何か？
• RQ2 異なる波長で、電場ベクトル位置角は曲がったジェット形状とどのように整合しているか？
• RQ3 短波長と比較して6 cm波長で観測された偏光特性の変化の原因は何か？
• RQ4 ジェット内でどこに、どのようにして発光制御機構が衝撃支配からプラズマ相互作用支配に転換するか？
• RQ5 ジェット物理学の文脈において、6 cm波長で観測された約15％の部分偏光の意義は何か？

主な発見

• ジェットは、25ミリアーセコンドまで延びるコアと拡張構造を示し、内側部が強く曲がっている。
• 1.3 cmおよび2 cm波長では、電場ベクトル位置角が曲がった内側ジェットに平行に整列しており、秩序ある磁場構造を示している。
• 6 cm波長では、約15％の強い部分偏光が観測され、電場ベクトルはジェット軸に対して垂直に整列している。
• 偏光パターンの変化は、核からの距離が約1.5ミリアーセコンドの地点で、衝撃支配からプラズマ相互作用支配への発光メカニズムの転換が生じていることを示唆している。
• 観測された偏光挙動は、磁場構造と発光メカニズムがジェット内部領域で顕著に変化することを支持するモデルを裏付けている。
• 結果は、電子エネルギー分布や磁場トポロジーの変化に起因する可能性が高く、発光プロセスの支配的メカニズムの変化と整合的である。