[论文解读] Compact Intraday Variable Radio Cores: New Observational Approaches

L. Fuhrmann, Giuseppe Cimò+5 more|arXiv (Cornell University)|Jul 22, 2002

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用 3

一句话总结

本文提出了两种新的观测方法，以区分类星体和BL Lacs中日变 variability（IDV）的本征起源与折射性星际闪烁（RISS）起源。首先，报告了在345 GHz频段对0716+714的亚毫米波段IDV的初步探测，表明其可能为本征变异性，因为RISS在如此高频率下应被抑制。其次，首次在IDV源0954+658前方探测到高纬度分子CO云，暗示此类云可能为RISS的散射屏来源。

ABSTRACT

The evidence for refractive interstellar scintillation (RISS) being the main cause for rapid intraday variations (Intraday Variability, IDV) in Quasars and BL Lacs has recently become stronger. If IDV is still a complex composition of extrinsic and source intrinsic effects, the intrinsic part of the IDV pattern should show up in the millimeter and sub-millimeter regime due to the frequency dependence of RISS. Hence, observations at higher frequencies are essential in order to exclude RISS as the sole cause of IDV. Here we report on our new attempt to search for rapid variations at much higher frequencies. In addition, the possibility of a direct detection of the postulated scattering screen in front of IDV sources will be discussed. Our recent line observations towards a few IDV sources lead to the first detection of a high latitude molecular cloud in front of an intraday variable radio core.

研究动机与目标

• 测试类星体和BL Lacs中的日变变异性（IDV）是否为本征的，或由折射性星际闪烁（RISS）引起，特别是通过探测更高频段以验证RISS是否应消失。
• 通过在IDV源视线方向搜索相关的电离或分子物质，直接探测RISS所对应的星际散射屏。
• 研究IDV源与高纬度分子云（HLCs）之间的空间和物理关联性，这些云可能容纳散射等离子体。
• 利用多频段和谱线观测，判断是否可将观测到的IDV模式分解为本征与外在成分。

提出的方法

• 使用埃菲尔施伯格望远镜对IDV源进行40小时32 GHz观测，采用密集时间采样和二次校准源，以探测高频段IDV。
• 利用赫歇尔望远镜（HHT）开展为期三周的345 GHz多频段观测，以在谱指数平坦的射电源中搜索亚毫米波段IDV。
• 使用SIS接收机在230 GHz频段进行谱线观测，以探测IDV源（特别是0954+658）方向的CO(2–1)发射。
• 对0954+658方向进行7′×7′的CO发射 raster 扫描图，总积分时间达15小时，以定位视线方向的分子物质。
• 分析IDV源与已知高纬度分子云（HLCs，如大熊座复合体）之间的空间关系。
• 计划对电离物种（如HCO+、H30α）和射电重组线（RRLs）进行后续观测，以确认电离散射物质的存在。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否在IDV源中探测到亚毫米波段IDV（在345 GHz），若能，是否可排除RISS作为IDV的唯一成因？
• RQ2 是否存在直接的观测证据，将IDV源与本地星际介质（LISM）中的分子云联系起来？
• RQ3 是否能通过分子或电离气体的谱线发射，直接探测RISS所对应的散射屏？
• RQ4 IDV源与高纬度分子云之间存在何种空间和运动学关系，是否支持其作为散射屏的角色？
• RQ5 如在0954+658中观测到的极端散射事件（ESEs），是否与致密、团块状分子云边界的存在相关？

主要发现

• 345 GHz观测的初步结果显示，BL Lacs源0716+714表现出显著变异性，表明其在亚毫米波段可能存在本征IDV，这与RISS占主导地位的假设不一致。
• 在IDV源0954+658方向探测到CO(2–1)发射线，其主波束亮度温度为1.005 K，对应本地标准动态速度（LSR）为-1.54 km/s，证实视线方向存在分子云。
• 探测到的CO云延伸约440″，位于0954+658以东，源位于云的外侧西部壳层，暗示其可能与散射屏相关。
• 该CO云的距离估计约为100 pc，与产生10小时时间尺度RISS的散射屏预期距离一致。
• 源0954+658位于CO云外侧壳层之后，该区域可能含有能产生散射效应的电离边界层。
• 对HCO+和H30α线的额外观测显示信号微弱且结论不明确，表明需要更高灵敏度的后续观测，特别是利用IRAM 30米望远镜。