[논문 리뷰] Total intensity and polarized emission of the parsec-scale jet in 3C345

E. Ros, J. A. Zensus외 1명|arXiv (Cornell University)|1999. 11. 24.

Astrophysics and Cosmic Phenomena참고 문헌 2인용 수 8

한 줄 요약

이 연구는 1995–1996년 동안 세 차례의 에포크에서 1.3, 2, 3.6 및 6 cm 파장에서의 VLBA 관측을 통해 3C345의 파섹 규모 제트에서의 총 세기와 선형 편광을 분석한다. 연구에서는 핵으로부터 약 1.5 밀리아크초 거리에서 충격 주도 발광에서 플라즈마 상호작용 주도 발광으로의 전이가 나타나며, 전기 벡터 방향의 변화와 6 cm에서의 강한 분수 편광(~15%)이 관측되어 제트의 내부 영역에서 발광 메커니즘이 변화함을 시사한다.

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".

연구 동기 및 목표

• 고해상도 무선 간섭계를 사용하여 3C345의 파섹 규모 제트의 구조와 발광 메커니즘을 조사하기.
• 다양한 파장과 에포크에서 총 세기와 선형 편광의 공간 분포를 규명하기.
• 특히 핵 근처에서의 물리적 조건과 발광 제도의 전이를 특정하기.
• 전기 벡터 위치각이 제트 형태와 어떻게 정렬되는지 및 그에 따른 자기장 구조에 대한 함의를 이해하기.
• 분수 편광 특성과 그 주파수 및 핵으로부터의 거리에 따른 변화를 특성화하기.

제안 방법

• 1995.84, 1996.41 및 1996.81의 세 차례 에포크에서 1.3, 2, 3.6 및 6 cm 파장에서 매우 장거리 기반 배열(VLBA) 관측을 수행함.
• 25 밀리아크초까지 해상도를 확보한 총 세기 및 선형 편광 이미지를 제작함.
• 1.3 및 2 cm에서 곡선을 이룬 제트의 내부 섹션과의 상대적 전기 벡터 위치각 방향을 분석함.
• 특히 6 cm에서 제트 전반의 분수 편광을 측정하여 발광 제도의 지배 여부를 평가함.
• 관측된 편광 패atters를 바탕으로 충격 주도 발광과 플라즈마 상호작용 주도 발광 사이의 전이를 추론함.
• 공간적 및 스펙트럼 분석을 적용하여 핵으로부터 약 1.5 밀리아크초 거리에 있는 전이 지점을 규명함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 3C345의 파섹 규모 제트에서 총 세기와 편광 발광의 공간적 구조는 어떻게 되는가?
• RQ2 다양한 파장에서 전기 벡터 위치각은 곡선을 이룬 제트 형태와 어떻게 정렬되는가?
• RQ3 짧은 파장에 비해 6 cm에서 관측된 편광 특성의 변화는 무엇에 기인하는가?
• RQ4 제트에서 충격 주도 발광에서 플라즈마 상호작용 주도 발광으로의 발광 제도 전이가 어디서 어떻게 발생하는가?
• RQ5 제트 물리학의 맥락에서 6 cm에서 관측된 약 15%의 분수 편광은 어떤 의미를 갖는가?

주요 결과

• 제트는 핵과 25 밀리아크초까지 연장되는 구조를 보이며, 내부 섹션은 극도로 곡선을 이룸.
• 1.3 및 2 cm에서 전기 벡터 위치각은 곡선을 이룬 내부 제트와 평행하게 정렬되어 질서 있는 자기장을 시사함.
• 6 cm에서 제트는 약 15%의 강한 분수 편광을 보이며, 전기 벡터는 제트 축과 수직임.
• 편광 패턴의 변화는 핵으로부터 약 1.5 밀리아크초 거리에서 충격 주도 발광에서 플라즈마 상호작용 주도 발광으로의 전이가 일어남을 시사함.
• 관측된 편광 행동은 내부 제트 영역에서 자기장 구조와 발광 메커니즘이 크게 변화함을 지지하는 모델을 뒷받침함.
• 결과는 전자 에너지 분포 또는 제트의 자기장 구조의 변화로 인한 주로 발광 과정의 지배적 변화와 일치함.