VERA (GENJI)/KaVA/VLBAで探る 3C84ジェットの …vlbi.sci.ibaraki.ac.jp/vcon19/O5-01s.pdfGENJI...
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VERA (GENJI)/KaVA/VLBAで探る 3C84ジェットの電波構造および超光速運動
M2 平野あゆみ(山口大学)
新沼浩太郎、藤沢健太(山口大学) 永井洋、秦和弘(国立天文台) 紀基樹(工学院大学/国立天文台)
GENJI collaboration
電波銀河 3C 84
Perseus A NGC 1275の電波源
z=0.0176 MBH=3.4×108MSUN (Wilman et al. 2005) 1mas = 0.35pc =6000Rs
HST image of NGC 1275 Image courtesy of NASA, ESA, and M. Livio (STScI)
電波銀河 3C 84
Nagai et al. 2010
Abdo et al. 2011
• ガンマ線検出天体 • 1980年以降、電波帯では減少傾向 • 2005年を境に増光 →新たなジェット成分:C3
(a)JVN 8 GHz , (b)-(o)VERA 22 GHz image
1pc
1pc
電波銀河 3C 84
• コアから0.7pcに至る領域に二股リム構造が見える(Nagai et al. 2014)
• ホットスポット(C3)の速度 ~0.3c (Hiura et al. 2018) ジェット上流部の速度は未測定
• ジェット視線角は諸説 θ=18°(Tavecchio et al. 2014) θ=25°(Abdo et al. 2009) θ=65°(Fujita & Nagai 2017)
100 200 300 400 500
Mill
iArc
sec
onds
MilliArc seconds1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5
0.35pc
ホットスポット
コア
ジェット
3C 84 VLBI data
- VERA 22GHz (GENJI) 2007.10 - 2013.12 by Hiura + 2018 2014.1 - 2018.6 by Hirano + in prep.
- KaVA 43GHz 2015.8 - 2018.6 by Kino, Niinuma + in prep.
- VLBA 43GHz (Boston U.) 2010.11 - 2019.2
観測データは高頻度かつ長期的
GENJI programme - Gamma-ray Emitting Notable-AGN monitoring by Japanese VLBI
▪AGNにおけるガンマ線放射領域の探査 ガンマ線放射機構の解明
▪VERA 22 GHz 1天体あたり1~2週間に一度の 高頻度モニタリング
VERA角度分解能 ~ 1.2 mas @22GHz
Target M87 / BL Lac / PKS1510-089 / OJ287 / CTA102 / NRAO530 / 3C454.3 / 3C84 / DA55 / DA406
0
5
10
15
20
25
30
Flux
[10-7
ph
cm-2
s-1]
Fermi LAT (0.1-300GeV)
0
5
10
15
20
25
54000 54500 55000 55500 56000 56500 57000 57500 58000 58500
Flux
den
sity
[Jy]
MJD [day]
C3:2014to2018C3:2007to2013C4:2014to2018C4:2010to2018C2:2014to2018C2:2007to2013C1:2014to2018C1:2007to2013
VERA data results
C4
C3
C1
C2
0.35pc
- VERA 22GHz (GENJI) 2007.10 - 2013.12 by Hiura +2018 2014.1 - 2018.6 by Hirano
- Gamma-ray 2008年以降、Fermi衛星により検出 C3の強度変動のみでは説明できない
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
-1.5-1-0.5 0 0.5 1 1.5
Flux
den
sity
[Jy]
MJD [day]
C1C2(H18)C3(H18)C4(H18)
C2C3C4
VERA data results
C1
C4 C3 C2
C3 flip motion (Kino + 2018)
C4
C3
C1
C2
0.35pc
- VERA 22GHz (GENJI) 2007.10 - 2013.12 by Hiura +2018 2014.1 - 2018.6 by Hirano
VERA data results
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
-1.5-1-0.5 0 0.5 1 1.5
Flux
den
sity
[Jy]
MJD [day]
C1C2(H18)C3(H18)C4(H18)
C2C3C4
- C4の特異な動き 2014 - 2015年で3週間のタイムスケールで0.1pcほどのふらつき
High resolution data VLBA
-2
-1.8
-1.6
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.2-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
Dec
linat
ion
[mas
]
Right ascension [mas]
2014to2015
C4
C3
C1
C2
0.35pc
- VERA 22GHz (GENJI) 2007.10 - 2013.12 by Hiura +2018 2014.1 - 2018.6 by Hirano
VLBA image movie- VLBA 43GHz 2010.11 - 2019.2 by Boston U.
• clean image (79epoch) • beam size 0.16mas×0.3mas ,3.5° • エポック間を線形で繋ぐ
コアから0.7 pc南へ至る領域で 複数の短命なノットが生じている
ジェットが非常に速く流れているように見える
Right ascension [mas]
Declination [mas]
VLBA 強度差分マップ• 2014年1 - 12月, 8epochで強度平均マップ作成:task COMB (AIPS) • 2014年12月以降のcleam imageから平均マップを差し引いて差分マップ作成 • 全epochの平均rms値から決定した3σ (3*5.233E-03)以上で作成 • 差分マップ上で50mJy/beam以上のノットにガウシアンモデルfitting:task JMFIT (AIPS)
0.35pc0.35pc
平均マップ 差分マップ:2015/5/11
コア
リム成分
VLBA 強度差分マップ
2015/5/11 2015/6/9 2015/7/2 2015/8/1 2015/9/22
0mas
L1
L2
- リム成分:L1 130日で0.2pc南へ運動している
• 2014年1 - 12月, 8epochで強度平均マップ作成:task COMB (AIPS) • 2014年12月以降のcleam imageから平均マップを差し引いて差分マップ作成 • 全epochの平均rms値から決定した3σ (3*5.233E-03)以上で作成 • 差分マップ上で50mJy/beam以上のノットにガウシアンモデルfitting:task JMFIT (AIPS)
VLBA 強度差分マップ
• 7成分検出 (連続する3枚以上で 成分同定) • 100 - 200日ほどで検出感度以下まで暗くなる
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
Rig
ht a
scen
sion
[mas
] L1L2L3L4L5L6L7
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
Dec
linat
ion
[mas
]
L1L2L3L4L5L6L7
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
57200 57400 57600 57800 58000 58200 58400
Peak
inte
nsity
[Jy/
beam
]
MJD [day]
L1L2L3L4L5L6L7
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
Rig
ht a
scen
sion
[mas
] L1L2L3L4L5L6L7
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
Dec
linat
ion
[mas
]
L1L2L3L4L5L6L7
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
57200 57400 57600 57800 58000 58200 58400
Peak
inte
nsity
[Jy/
beam
]
MJD [day]
L1L2L3L4L5L6L7
VLBA 強度差分マップ
No. L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7βapp 1.91±0.31 0.69±0.19 2.77±0.61 0.86±0.17 4.0±0.86 1.58±0.02 2.30±0.35β(θ=25°) 0.87 0.66 0.94 0.72 0.99 0.85 0.92δ 2.3 1.7 2.3 2.0 1.4 2.3 2.4
• 7成分検出 (連続する3枚以上で 成分同定) • 100 - 200日ほどで検出感度以下まで暗くなる • 超光速運動する成分検出(βapp~1-4)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
57200 57400 57600 57800 58000 58200 58400
Dis
tanc
e fr
om c
ore
[mas
]
MJD [day]
L1L2L3L4L5L6L7
Discussion
1. C4とリム成分C4(VERA)のふらつきの原因
VERAの角度分解能(22GHz;1.2mas)で分解できないリム成分(VLBA)が混在 →複数成分における輝度重心の変動
100 200 300 400 500
Mill
iArc
sec
onds
MilliArc seconds1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5
0.35pc
0.7pc
2. 超光速運動L3の場合: 実距離0.54pc (θ=25°, 1mas=0.35pc) 見かけの速度βapp=2.77 0.93×104Rsの領域でβ=0.94まで加速されている
3C84では 初検出!
jet-counter jetの輝度比R (Fujita & Nagai 2017)
• R=1.8 for m=2 • R=2.1 for m=3 • Robs=45 at 43GHz
Discussion
3. ジェット視線角度の制限
R=45
R=2.1R=1.8
(L3)2.77(L7)2.30(L1)1.91(L6)1.58
(L4)0.86
(L2)0.69
R =
✓1 + �cos✓
1� �cos✓
◆↵+m
<latexit sha1_base64="eChnDjPTkiwrPX4yNZwcoslyc4g=">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</latexit><latexit sha1_base64="eChnDjPTkiwrPX4yNZwcoslyc4g=">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</latexit><latexit sha1_base64="eChnDjPTkiwrPX4yNZwcoslyc4g=">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</latexit><latexit sha1_base64="eChnDjPTkiwrPX4yNZwcoslyc4g=">AAACuHichVFNTxNBGH5YUbGoVLyYeGloMBhiM0tQFowJCReO0FogYbHODtN2wuxHZqeNuOkf8A948KQJIcRf4NmLf4ADJ68Sjph48eDbbaMxBH03O/PM877PO8/MBIlWqWXsZMS5Mnr12vWxG4Xxm7duTxTvTG6kcccIWRexjs1WwFOpVSTrVlkttxIjeRhouRnsrfTzm11pUhVHz+1+IndC3opUUwluiWoUa9VnvpZNO+M3DReZO+sH0vKSb+Urm4k47fm2TUQvcx9dkvGNarXtwxeZz3XS5rNhr1Ess8ri4rz32CsR8J547lzJrbA8foMyhrEWFw/hYxcxBDoIIRHBEtbgSOnbhguGhLgdZMQZQirPS/RQIG2HqiRVcGL3aGzRanvIRrTu90xztaBdNP2GlCVMs2N2xM7ZF/aRnbKfl/bK8h59L/s0BwOtTBoTb+7VfvxXFdJs0f6j+qdniya83Ksi70nO9E8hBvru67fntaXqdPaAfWBn5P89O2Gf6QRR97s4WJfVdyjQA1y47otgY67isoq7Pl9efjp8ijHcxxRm6L4XsIxVrKFO+37CV3zDqbPkvHRajhqUOiNDzV38FY75BW1FrFA=</latexit>
↵15�43 = �0.91
m = 2, 3<latexit sha1_base64="t8RUFsU8eXoUO23+llAh/28bwA0=">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</latexit><latexit sha1_base64="t8RUFsU8eXoUO23+llAh/28bwA0=">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</latexit><latexit sha1_base64="t8RUFsU8eXoUO23+llAh/28bwA0=">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</latexit><latexit sha1_base64="t8RUFsU8eXoUO23+llAh/28bwA0=">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</latexit>
(L5)4.0
jet-counter jetの輝度比R (Fujita & Nagai 2017)
• R=1.8 for m=2 • R=2.1 for m=3 • Robs=45 at 43GHz
Discussion
3. ジェット視線角度の制限
R =
✓1 + �cos✓
1� �cos✓
◆↵+m
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↵15�43 = �0.91
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R=45
R=2.1R=1.8
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(L6)1.58(L4)0.86
(L2)0.69
(L5)4.0
θ~30°
(L7)2.30(L1)1.91
Summary
•VERA dataではジェット成分C4にふらつく様子が見え、内部構造調査のためVLBA dataを用いた
•VLBA image movieでリム構造にて複数の短命な成分を発見し、強度差分マップを作成したところ超光速運動する成分を検出(βapp~1-4)
•C4のふらつきの原因は、VERAの分解能不足からリム成分が混在し成分の輝度重心が変動したものである
•ジェットの速度から視線角の制限を考えた
東リム ~2014.12
Future work二股リムで東西のリム輝度比が 変化しておりジェットの位置角と 輝度比の関係を議論していく
-15
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東リム ~2014.12
西リム ~2019
2012 2014
2017 2019
Future work二股リムで東西のリム輝度比が 変化しておりジェットの位置角と 輝度比の関係を議論していく
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東リム ~2014.12
西リム ~2019
2012 2014
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100 200 300 400 500
Mill
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nsity
[Jy/
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