[论文解读] B2 1144+35B, a giant low power radio galaxy with superluminal motion. Orientation and evidence for recurrent activity

G. Giovannini, M. Giroletti+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 29, 2007

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 12被引用 12

一句话总结

本研究利用新的VLBA和VLA观测，对邻近的低光度射电星系B2 1144+35B（具有超光速运动）进行研究，分析喷流形态、自行运动及流量变异性。研究报告反喷流的自行速度为0.23 ± 0.07c，由此得出喷流相对于视线方向的倾角为33° ± 7°，本征速度为0.94c，为该动力学演化系统中反复发生的活动星系核（AGN）活动及喷流-星际介质（ISM）相互作用提供了有力证据。

ABSTRACT

The goal of this work is a detailed study of the nearby, low power radio galaxy B2 1144+35B. For this purpose, we performed new Very Long Baseline Array (VLBA) and Very Large Array (VLA) observations. This source has several properties (bright, nearby, large range of spatial structures, visible counterjet, etc.) that make it an excellent astrophysical laboratory for the study of the evolution of radio jets. Here we report the detection of motion in the counterjet at 0.23 $\pm$ 0.07 c, which allows us to estimate the orientation of the parsec-scale jet at 33$^\circ \pm 7^\circ$ from the line of sight, with an intrinsic velocity of (0.94$^{+0.06}_{-0.11}$)c. We also report on a brightening of the core at high frequencies which we suggest could be the result of a new component emerging from the core. High dynamic range VLBA observations at 5 GHz reveal, for the first time, extended emission connecting the core with the bright complex of emission that dominates the flux density of the parsec scale structure at frequencies below 20 GHz. The evolution of this bright complex is considered and its slow decline in flux density is interpreted as the result of an interaction with the interstellar medium of the host galaxy.

研究动机与目标

• 利用高分辨率射电观测，研究低光度射电星系B2 1144+35B的角秒尺度喷流结构与运动学特征。
• 通过反喷流的自行速度测量，确定喷流倾角与本征速度。
• 通过流量密度变异性与光谱特性分析，探究喷流核心与组分的本质。
• 通过长期变异性与喷流-ISM相互作用的特征，检验反复AGN活动的证据。
• 理解低光度AGN系统中角秒尺度喷流动力学与千秒差距尺度射电形态之间的关联。

提出的方法

• 在2002年和2005年进行新的5 GHz和8.4 GHz VLBA观测，采用相位参考法，使用标定源J1130+3815和J1130+3031以提高核心位置的准确性。
• 在AIPS中执行幅度与相位自校准，以提升图像保真度与动态范围，从而清晰分辨核心与喷流组分。
• 获取VLA在A与A/B配置下的六频率（1.4–43 GHz）数据，以测量角秒级核心流量密度的变异性。
• 在图像平面中使用高斯拟合从VLA数据中提取核心流量密度，以便与角秒尺度演化进行比较。
• 分析各组分的谱指数，以区分自吸收核心与延伸的、谱指数较平的发射区域。
• 追踪组分随时间的演化，特别是组分A的衰减与新紧凑组分B2的出现，以推断喷流与介质的相互作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 B2 1144+35B中相对论性喷流相对于视线的真实倾角是多少？其本征速度是多少？
• RQ2 核心与喷流组分中观测到的流量密度变异性，特别是近期高频段的亮温度升高，其成因是什么？
• RQ3 观测到的喷流与反喷流自行速度如何与喷流-反喷流臂比及相对论性束射模型相联系？
• RQ4 在这一低光度射电星系中，支持反复AGN活动的证据是什么？其在喷流形态与光谱特性上如何体现？
• RQ5 与星际介质的相互作用在多大程度上影响了喷流组分的演化及整体射电结构？

主要发现

• 反喷流表现出0.23 ± 0.07c的自行速度，从而可稳健估计喷流相对于视线方向的倾角为33° ± 7°。
• 本征喷流速度确定为0.94c，90%置信区间为(0.83–1.05)c，与相对论性整体流动一致。
• 高动态范围的5 GHz VLBA图像揭示了从核心（C）到明亮喷流复合体（A1、D、E）的延伸发射，证实了核心与大尺度喷流结构之间存在物理连接。
• 核心在高频段（15–43 GHz）的流量密度增加，被解释为数年前核心中出现了一个新的紧凑组分的证据。
• 组分A的流量密度随时间显著下降，可能归因于能量损失及与宿主星系星际介质的相互作用。
• 谱指数分析证实，仅核心（C）为自吸收组分，而紧凑次组分（如B2）的谱指数比延伸的、低亮度区域更平坦。