[논문 리뷰] Galactic jet sources and the AGN connection

H. Falcke, Peter L. Biermann|arXiv (Cornell University)|1995. 06. 29.

Gamma-ray bursts and supernovae인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 초광속 X선 이진성인 GRS 1915+105와 GRO J1655-40를 포함한 은하계 제트 원천들이 활성 은하핵(AGN) 제트의 축소된 유사체이며, 제트 및 디스크 복사능이 동일한 물리 모델에 부합함을 제안한다. 주요 발견은 초광속 원천에서 제트 에너지가 디스크 복사능과 유사함을 보이며, AGN에서부터 은하계의 밀집 천체에 이르기까지 모든 질량 증착 시스템에서 통합된 제트/디스크 이론이 성립함을 뒷받침한다.

ABSTRACT

In order to further test our hypothesis that jets and disk around compact accreting objects are symbiotic features we investigate the newly discovered superluminal galactic radio jets GRS 1915+105 and GRO J1655-40 and the two famous galactic radio jets 1E1740-2942 and SS 433 within the framework of our couple jet/disk model developed initially for active galactic nuclei (AGN) and the galactic center source Sgr A*. By comparing the ``disk'' and radio core luminosity of those galactic jet sources with our model prediction we can show that they can easily be understood as AGN-like jets where the accretion power onto a central compact object is scaled down by several orders of magnitude. The total power of the jets must be comparable to the disk luminosity - at least for the superluminal sources. To broaden our view we also shortly discuss the situation in other galactic flat spectrum radio source associated with compact objects -- the X-ray binaries Cyg X-1, Cyg X-2, Cyg X-3 and Sco X-1 -- where a jet origin has been proposed earlier on theoretical grounds. In an disk/radio luminosity their radio cores also fall within our model prediction for scaled down radio loud and radio weak AGN-jets. Taking all sources together and comparing their L_disk/radio ratio we find an indication for a similar radio loud/radio weak dichotomy as found earlier for quasar radio cores, however, a larger number of galactic jet sources is needed to confirm this trend.

연구 동기 및 목표

• 은하계 제트 원천, 예를 들어 GRS 1915+105와 GRO J1655-40가 AGN 제트의 축소된 형태로 이해될 수 있는지 테스트하는 것.
• AGN와 Sgr A*에 대해 개발된 동일한 제트/디스크 결합 모델이 은하계 밀집 천체에도 적용되는지 조사하는 것.
• 쿼라스에서 관찰된 바와 유사하게, 은하계 제트 원천들에서 라디오 강한/약한 이분화 현상이 존재하는지 평가하기 위해 디스크 복사능 대비 라디오 복사능 비율을 검토하는 것.
• 낮은 질량 증착률을 보이는 X선 이진성인 Cyg X-1과 Cyg X-3이 모델과 일치하는지 평가하는 것.

제안 방법

• 저자들은 원래 AGN와 Sgr A*에 대해 개발된 쌍체 제트/디스크 모델을 은하계 제트 원천에 적용하며, 질량과 질량 증착률에 따라 스케일링된 동일한 물리 원리를 사용한다.
• 은하계 원천들의 관측된 디스크 복사능(L_disk)과 라디오 핵 복사능(L_radio)을 라디오 강한 및 라디오 약한 AGN에 대한 모델 예측과 비교한다.
• 모델은 제트 에너지가 질량 증착 에너지에 비례하며, 제트 효율과 디스크 복사 효율이 핵심 매개변수로 가정된다.
• 모델의 강건성을 시험하기 위해 초광속 운동을 보이는 원천(예: GRS 1915+105)과 비초광속 원천(예: SS 433, 1E1740-2942)을 모두 포함한다.
• 라디오 강한 또는 라디오 약한로 분류하기 위해 L_disk/L_radio 비율을 진단 도구로 사용하며, 쿼라스 분류와 유사하게 적용된다.
• 관측 데이터를 바탕으로 L_disk와 L_radio를 제약 조건화하고, 이들을 이론적 기대치와 비교한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 AGN와 Sgr A*에 사용된 동일한 제트/디스크 모델이 은하계 제트 원천의 관측 복사능을 성공적으로 기술할 수 있는가?
• RQ2 은하계 제트 원천에서 제트 에너지가 AGN에서 관찰된 바와 같이 디스크 복사능과 유사한가?
• RQ3 은하계 제트 원천은 쿼라스에서 관찰된 바와 유사하게 라디오 강한/약한 이분화 현상을 보이는가?
• RQ4 낮은 L_disk와 L_radio를 보이는 X선 이진성인 Cyg X-1과 Cyg X-3이 모델과 일치하는가?
• RQ5 은하계 원천의 L_disk/L_radio 비율이 AGN에서 관찰된 경향과 동일한지를 통해, 보편적인 제트 형성 메커니즘이 존재하는지 평가하는가?

주요 결과

• GRS 1915+105와 GRO J1655-40를 포함한 은하계 제트 원천들의 관측된 디스크 복사능과 라디오 핵 복사능은 질량 증착 에너지에 따라 스케일링된 AGN 제트/디스크 모델의 예측과 일치한다.
• 초광속 원천들에서 총 제트 에너지는 디스크 복사능과 유사한 것으로 나타나, 낮은 질량 증착률에서도 효율적인 제트 생성이 가능하다는 것을 뒷받침한다.
• 은하계 원천들의 L_disk/라디오 복사능 비율은 쿼라스에서 관찰된 바와 유사하게 이중성 분포를 보이며, 라디오 강한/약한 이분화 현상이 있음을 암시한다.
• Cyg X-1, Cyg X-2, Cyg X-3, Sco X-1과 같은 X선 이진성들도 축소된 라디오 강한 및 라디오 약한 AGN 제트에 대한 모델 예측 내에 포함된다.
• 결과적으로, AGN에서 은하계 밀집 천체에 이르기까지 질량 증착 시스템 전반에 걸쳐 보편적인 제트/디스크 결합 메커니즘이 존재함을 시사한다.
• 라디오 강한/약한 이분화 현상이 통계적으로 유의미하게 확인되기 위해서는 더 큰 은하계 제트 원천 샘플이 필요하다.