[论文解读] The inner radio jet region and the complex environment of SS433

Z. Paragi, R. C. Vermeulen+4 more|arXiv (Cornell University)|Jul 13, 1999

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用 11

一句话总结

本研究利用1.6、5和15 GHz的多频段甚长基线干涉测量（VLBA）与甚大阵列（VLA）观测，获得了SS433迄今为止最高分辨率的射电谱指数图，揭示了喷流核心呈分叉状，东侧与西侧成分之间存在间隙。运动学中心——即双星系统——位于该间隙中，数据表明在最内侧的AU量级区域中，同步辐射自吸收与外部自由-自由吸收共同作用，可能存在类似盘状的电离物质分布，以及两个异常射电成分，可能与赤道喷流或吸积盘延伸有关。

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.

研究动机与目标

• 利用多频段甚长基线干涉测量（VLBI）与孔径综合技术，在尽可能高的角分辨率下解析SS433的内射电喷流结构。
• 研究喷流进动的运动学中心，并在射电核心结构中定位双星系统。
• 确定SS433最内侧AU量级区域中谱指数变化与吸收效应的物理机制。
• 探讨在异常位置角上新探测到的两个射电成分的起源，可能与赤道喷流或吸积盘延伸有关。
• 评估双星周围电离物质的空间分布，并检验其非球对称性，特别是是否存在盘状形态。

提出的方法

• 在1.6、5和15 GHz频段进行多频段甚长基线阵列（VLBA）与甚大阵列（VLA）观测，以实现亚毫角秒的分辨率。
• 对进动喷流与运动结进行模型拟合，以确定双星系统的运动学中心与轨道参数。
• 对源整体进行谱指数图绘制，以分析辐射特性并识别吸收机制。
• 分析核心位置偏移与亮度不对称性，以推断同步辐射自吸收与外部自由-自由吸收的存在。
• 对电离物质分布进行空间建模，以检验其非球对称性，特别是盘状几何结构。
• 利用综合孔径成像技术检测并表征在异常位置角上的微弱、延展的射电成分。

实验结果

研究问题

• RQ1 SS433中进动喷流的真实运动学中心位于何处？它如何在射电核心结构中被识别？
• RQ2 在源最内侧AU量级区域中，主导的物理机制是同步辐射自吸收还是外部自由-自由吸收？
• RQ3 观测到的射电核心分叉及东、西发射翼之间间隙的成因是什么？
• RQ4 在异常位置角上新探测到的两个射电成分的起源是什么？它们与吸积盘或赤道喷流有何关联？
• RQ5 双星系统周围的电离物质分布是否呈球对称？还是表现出类似盘状的形态？

主要发现

• 进动喷流的运动学中心——即双星系统——位于射电核心东、西两翼之间的间隙中，通过运动结的模型拟合得到证实。
• 射电核心呈分叉状，且存在明显间隙，表明其辐射结构复杂，无法用简单的对称喷流模型解释。
• 谱指数图显示，同步辐射自吸收与外部自由-自由吸收均对最内侧AU量级区域的观测射电谱有贡献。
• 电离物质的空间分布并非球对称，最佳模型为盘状，提示存在各向异性的喷流或吸积几何结构。
• 在异常位置角上探测到两个异常射电成分，可能与赤道喷流或吸积盘延伸有关。
• 喷流组分在观测期间的运动证实了喷流的进动特性，并支持双星系统的运动学模型。