[논문 리뷰] The inner radio jet region and the complex environment of SS433

Z. Paragi, R. C. Vermeulen외 4명|arXiv (Cornell University)|1999. 07. 13.

Astrophysics and Cosmic Phenomena인용 수 11

한 줄 요약

이 연구는 1.6, 5, 및 15 GHz에서 다중주파수 VLBA 및 VLA 관측을 통해 SS433의 가장 높은 해상도 라디오 스펙트럼 인덱스 지도를 제시한다. 이는 동부 및 서부 성분 사이의 갭이 있는 이중핵을 드러내며, 운동학적 중심—이진 시스템으로 확인됨—이 이 갭에 위치해 있음을 보여준다. 데이터는 내부 약 1 AU 스케일 영역에서 동반된 싱크로트론 자기흡수와 외부 자유전자 흡수의 조합이 일어나고 있으며, 가능한 디스크 형태의 이온화 물질 분포와 두 개의 비정상적인 라디오 성분이 등반 풍이나 순환 디스크 연장선과 관련이 있을 수 있음을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 다중주파수 VLBI 및 어在此식합 기법을 사용하여 SS433의 내부 라디오 제트 구조를 가능한 한 높은 각해상도로 해상하기 위해.
• 기울어지는 제트의 운동학적 중심을 조사하고 이진 시스템이 라디오 핵 내에서 어떻게 위치하는지 규명하기 위해.
• SS433의 내부 약 1 AU 스케일 영역에서 스펙트럼 인덱스 변화와 흡수 효과의 물리적 메커니즘을 규명하기 위해.
• 비정상적인 위치각을 가진 두 개의 새로운 라디오 성분의 기원을 탐색하고, 이들이 등반 방출이나 순환 디스크 연장선과 어떻게 관련되어 있는지 조사하기 위해.
• 이진 주변의 이온화 물질 분포의 공간적 분포를 평가하고, 특히 디스크 형태의 비대칭성을 테스트하기 위해.

제안 방법

• 1.6, 5, 및 15 GHz에서 다중주파수 매우 장거리 기반 배열(VLBA) 및 매우 큰 어在此식합(VLA) 관측을 통해 밀리초각 이하의 해상도를 확보하기 위해.
• 기울어지는 제트와 움직이는 덩어리의 모델 피팅을 통해 이진 시스템의 운동학적 중심과 궤도 파ram을 결정하기 위해.
• 소스 전역에 걸쳐 스펙트럼 인덱스 지ap을 작성하여 방출 특성 분석 및 흡수 메커니즘 규명하기 위해.
• 핵의 위치 이동과 밝기 비대칭성 분석을 통해 싱크로트론 자기흡수와 외부 자유전자 흡수의 존재를 추론하기 위해.
• 이온화 물질 분포의 공간 모델링을 통해 비구형 대칭성, 특히 디스크 형태 기하학을 테스트하기 위해.
• 간섭계 영상 기법을 사용하여 비정상적인 위치각을 가진 약한 확장된 라디오 성분을 탐지하고 특성 분석하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 SS433의 기울어지는 제트의 진정한 운동학적 중심은 어디이며, 라디오 핵 구조 내에서 어떻게 식별되는가?
• RQ2 SS433의 내부 약 1 AU 스케일 영역에서 지배적인 물리적 메커니즘은 싱크로트론 자기흡수인지, 외부 자유전자 흡수인지?
• RQ3 관측된 라디오 핵의 이중화 및 동서 성분 사이의 갭은 무엇으로 인해 발생하는가?
• RQ4 비정상적인 위치각을 가진 두 개의 새로운 라디오 성분의 기원은 무엇이며, 순환 디스크나 등반 풍과 어떻게 관련되어 있는가?
• RQ5 이진 주변의 이온화 물질 분포는 구형 대칭성을 띠는가, 아니면 디스크 형태의 형태를 띠는가?

주요 결과

• 기울어지는 제트의 운동학적 중심—이진 시스템으로 확인됨—은 라디오 핵의 동부 및 서부 날개 사이의 갭에 위치해 있으며, 움직이는 덩어리의 모델 피팅에 의해 확인되었다.
• 라디오 핵은 명백한 갭이 있는 이중핵으로 나타나며, 이는 단순한 대칭 제트 모델로는 설명되지 않는 복잡한 방출 구조를 시사한다.
• 스펙트럼 인덱스 지도는 내부 약 1 AU 스케일 영역에서 싱크로트론 자기흡수와 외부 자유전자 흡수가 모두 관측된 라디오 스펙트럼에 기여하고 있음을 보여준다.
• 이온화 물질의 공간 분포는 구형 대칭성을 띠지 않으며, 디스크 형태로 가장 잘 모델링되며, 이는 이방성의 방출 또는 순환 기하학을 시사한다.
• 이상한 위치각을 가진 두 개의 비정상적인 라디오 성분이 탐지되었으며, 등반 풍이나 순환 디스크 연장선과 관련이 있을 가능성이 있다.
• 관측 기간 동안 제트 성분의 운동은 제트의 기울어짐 성격을 확인하며 이진 시스템의 운동학 모델을 지지한다.