УДК 524.7-77-8
СТРУКТУРА РАДИОИСТОЧНИКА 3C 120 НА ЧАСТОТЕ 8.4 ГГц
ПО (VLBA+)-ДАННЫМ 2002 г.
© 2008 г. А. Т. Байкова1, А. Б. Пушкарев1-2
1 Главная астрономическая обсерватория Российской академии наук, С.-Петербург, Россия 2НИИ "Крымская астрофизическая обсерватория", п. Научный, Крым, Украина Поступила в редакцию 05.03.2007 г.; принята в печать 22.06.2007 г.
Представлены изображения радиогалактики 3С 120 для пяти эпох 2002 г., построенные по данным (УЬБЛ+)-наблюдений на частоте 8.4 ГГц методом максимальной энтропии с использованием пулковского пакета программ РСДБ-картографирования VLBImager. Произведена оценка видимой скорости движения наиболее ярких узлов джета. Показано, что скорость движения компонент джета уменьшается с увеличением расстояния от ядра и на масштабе 10 мсек. дуги изменяется примерно от (5.40 ± 0.48)с до (2.00 ± 0.48)с, где с —скорость света, при постоянной Хаббла Н = 65 км/с-■Мпк. Такое изменение скорости может быть объяснено взаимодействием джета со средой его распространения.
РАС Б: 98.54.Gr, 95.85.Bh, 98.62.Nx
1. ВВЕДЕНИЕ
Гипотеза о том, что причиной выбросов (джетов) в квазарах и активных ядрах галактик является энерговыделение вещества, втягиваемого в центральную черную дыру в результате дисковой аккреции, находила в основном свое подтверждение в наблюдениях микроквазаров в нашей Галактике [ 1]. Радионаблюдения микроквазаров показывают видимое сверхсветовое движение ярких компонент джета, появляющееся после резкого падения рентгеновского излучения, что объясняется потерей устойчивости аккреции.
Первым внегалактическим источником, для которого были обнаружены подобные процессы, явилась активная радиогалактика 3С 120 (красное смещение г = 0.033), имеющая сходное с микроквазарами рентгеновское и радиоизлучение. В работе [2] показано, что за спадами рентгеновского излучения в радиоджетах 3С 120 распространяются сверхсветовые выбросы с видимыми скоростями от 4.1с до 5.0с (с —скорость света), если в стандартной космологической модели принять постоянную Хаббла равной 65 км/с-Мпк. В этом случае расстояние до 3С 120 составляет 140 Мпк, и 1 мсек. дуги соответствует расстоянию 0.70 пк в проекции на картинную плоскость. Исследования были проведены с использованием наблюдений на VLBA на частоте 43 ГГц с ноября 1997 г. по апрель 2001 г. (всего 16 эпох).
Целью данной работы является изучение структуры радиогалактики 3С 120 по (VLBЛ+)-наблю-дениям за период с января по сентябрь 2002 г. (пять эпох) на частоте 8.4 ГГц и оценка видимой скорости движения наиболее ярких узлов джета. Картографирование произведено с использованием метода максимальной энтропии (ММЭ), позволяющего реализовать сверхразрешение и с большой точностью проследить движение наиболее ярких узлов джета.
2. РАБОЧИЕ ДАННЫЕ
Общие сведения о радиогалактике 3С 120 приведены в табл. 1. Данные наблюдений, полученные на (VLBA+)-решетке, получены из архива N^0 (США). Наиболее общая информация о данных наблюдений, охватывающих пять эпох с января по сентябрь 2002 г., представлена в табл. 2. Отметим, что (VLBA+)-сеть включает 10 VLBA-станций и некоторое число станций глобальной РСДБ-сети. Наименования станций в табл. 2 представлены в виде двухсимвольных кодов, расшифровку которых можно найти на сайте Шр://^^№/еу1Ы.о^/ргоро8а18/2_1е1;1:_81а-tion_codes.txt. Заполнения иУ-плоскости пространственных частот, а также зависимость амплитуды функции видности от длины проекции базы на иУ-плоскость приведены на рис. 1 соответственно в левой и правой его частях.
200 100 0
-100 -200
300 200 100 0 -100 200 -300
200 100 0 -100 200
200 100 0
-100 200
1 1 1 1 16.01.2002 "
I 1 | 1
200 100 0 -100-200
1 1 1 1 06.03.2002 '"-Л4
- 1 1 ;. ■ " 1 1
200 0 -200
1 1 1 1 .. .08.05.2002 _
I 1 г " ■ ■'уУ.' ] | 1
200 0 -200
1 1 1 1 24.07.2002 -
■. 'Ч 1 1 ■ \ .. ■ ■ ■- ' | |
200 100 0 -100-200
200 1 1 1 1 25.09.2002
100 - -
0 ¡г.- ,
100 -
200 1 1 1 1
0
100
200
и-г
6.99 Ян
0.75 0.50 0.25
ХМ
0
100
200
0.75 0.50 0.25
1 1 3.43 Ян
¿1: •Я I .■в
| !|! !" 1 := | .1 <!м ■ Г
200 100 0 -100-200
0
100
200
Рис. 1. Слева—заполнение ПУ-плоскости пространственных частот (по горизонтальной и вертикальной осям отложены величины пространственных частот и и У, соответственно, в единицах 106 длин волн). Справа—амплитуда функции видности (в относительных единицах) как функция длины проекции базы интерферометра (в единицах 106 длин волн) для пяти избранных эпох наблюдений (пиковые значения амплитуды в янских указаны на графиках).
Таблица 1. Общие сведения о радиоисточнике 3С 120
Другое имя Прямое восхождение (12000) Склонение (12000) Плотность полного потока на 5 ГГц, Ян Оптическая идентификация Красное смещение
.10433+0521 4ь33т11.09555 +5°21/15.62" 3.8 галактика 0.033
Таблица 2. Параметры (УЬБЛ+)-наблюдений 3С 120
№ Дата Частота, Поляри- Число Наименования Число
п/п Эпоха МГц зация станций станций измерений
1 16.01.2002 2002.044 8409.97 1Ш-РОЬ 18 ви, ГО, ОС, Ш, КР, ЬА, мс, мк, от, ОТ, (Ж, ОУ, РТ, Б С, ТБ, \УД КК, WZ 4287
2 06.03.2002 2002.178 8409.97 1Ш-РОЬ 18 ви, ГО, ОС, Ш, КР, ЬА, мс, мк, от, N1, (Ж, ОУ, РТ, Б С, ТБ, \УК КК, WZ 4784
3 08.05.2002 2002.351 8409.97 1Ш-РОЬ 17 АИ, ВИ, ГО, ОС, НН, Ш, КР, ЬА, МА, МС, ОТ, оу РТ, БС, \УК кк, wz 5682
4 24.07.2002 2002.562 8409.97 1Ш-РОЬ 15 ви, ОС, Ш, КР, ЬА, МА, МК, ОТ, ОТ, ОУ, РТ, БС, ТС, \УК КК 16556
5 25.09.2002 2002.734 8409.97 1Ш-РОЬ 15 ви, ГО, ОС, КК, КР, ЬА, МА, МС, МК, от, еж, оу рт, тэ, 1186
3. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ
Обработка производилась с использованием пулковского пакета программ РСДБ-картогра-фирования VLBImageг, разработанного одним из авторов данной статьи. Для построения изображений был использован метод самокалибровки [3] в сочетании с ММЭ в качестве операции де-конволюции [4, 5]. Выбор ММЭ обосновывается необходимостью получения сверхразрешения при условии максимально возможной гладкости решения. При этих условиях становится возможным исследование более тонкой структуры источника и определение координат узловых точек джета с более высокой точностью [3]. Для определения координат узловых точек джета была также использована известная методика подгонки гауссовыми моделями [3]. Ошибки определения координат были оценены методом Монте-Карло путем варьирования отсчетов спектра источника в пределах заданных ошибок измерения функции видности [3].
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАБОТКИ
На рис. 2 даны изображения радиоисточника 3С 120, полученные сверткой ММЭ-решений со-
ответствующими "чистыми" диаграммами направленности, размер которых показан в левом нижнем углу каждой карты, причем уровни изолиний на всех демонстрируемых в данной работе картах составляют 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 90% от пикового значения. Параметры построенных карт приводятся в табл. 3, а на рис. 3а и 3б показано изменение плотности пикового и полного потоков источника, соответственно, в зависимости от эпохи. Отметим, что карты, показанные на рис. 2, хорошо согласуются с картами, полу-
Таблица 3. Параметры карт в зависимости от эпохи
Размер чистого Пиковый Полный
Эпоха луча (Р\УНМ), поток, поток,
мсек. дуги х мсек. дуги Ян/луч Ян
2002.044 1.71 х 0.63 (-5.63°) 0.48 1.88
2002.178 1.93 х 0.66 (-1.88°) 0.64 2.39
2002.351 1.75 х 0.94 (10.80°) 1.09 2.52
2002.562 1.65 х 0.82 (5.53°) 0.91 2.07
2002.734 1.50 х 0.80 (0°) 0.79 1.71
Рис. 2. Изображения радиогалактики 3С 120, полученные путем сглаживания ММЭ-решений соответствующими "чистыми" диаграммами направленности, размер которых показан в левом нижнем углу карт. По горизонтальной и вертикальной осям отложены (в мсек. дуги) относительное прямое восхождение и относительное склонение, соответственно.
ченными по этим же данным с использованием Однако нас больше интересуют не свернутые других пакетов программ ф^МЛР, Л1РБ; см. сайт изображения, а непосредственно ММЭ-решения, http://rorf.usno.navy.mil/RRFID/). которые обладают существенно большим разреше-
1.4
1.2
¡А 1.0
М о 0.8
О
п 0.6
«
ы я о 0.4
м
к
С 0.2
0
2002.0 3.0
1 1 1 1 1 1 (а)
- Ф Ф ф -
_ Ф _
Ф | 1 1 1 1 1 |
2002.2 2002.4 2002.6 Эпоха, годы
2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4
2002.0 2002.2 2002.4 2002.6 Эпоха, годы
2002.8
1 1 1 1 1 1 (б)_
- ф ф ф -
ф | | | 1 | 1 ф |
2002.8
Рис. 3. Плотность пикового (а) и полного (б) потоков источника на радиокартах в зависимости от эпохи наблюдений.
нием и, следовательно, более точно представляют мелкие детали изображения, при этом являясь максимально гладкими, в соответствии с критерием максимума энтропии.
На рис. 4 приводятся ММЭ-изображения источника, расположенные сверху вниз в порядке возрастания эпохи, причем расстояния между изображениями пропорциональны разностям эпох. На эти изображения нанесены координаты четырех
Таблица 4. Расстояние г от ядра до узловых точек джета А1-А4
Эпоха г, мсек. дуги
А1 А2 АЗ А4
2002.044 1.79 4.22 5.91 8.67
2002.178 2.26 4.12 - 8.73
2002.351 - 4.49 6.35 8.92
2002.562 3.00 5.21 - -
2002.734 — 5.38 — —
характерных узловых точек джета, обозначенных как А1, А2, А3 и А4. Прямые линии, проведенные сверху вниз и соединяющие соответствующие узловые точки джета, показывают траекторию их движения.
В табл. 4 приводятся значения расстояний этих узловых точек джета от ядра источника, обозначенного на рис. 4 буквой С. Верхняя оценка ошибки определения расстояний (по методу Монте-Карло) составила примерно ±0.1 мсек. дуги, которая у
Таблица 5. Видимая скорость узловых точек джета
Узловая точка джета Скорость, мсек. дуги/год Скорость, с
А1 2.24 ±0.20 5.38 ±0.48
А2 1.96 ±0.20 4.70 ±0.48
АЗ 1.43 ±0.20 3.43 ±0.48
А4 0.83 ±0.20 1.99 ±0.48
_I_I_I_I_I_I_
2 0-2-4 -6 -8 -10 Относительное прямое восхождение, мсек. дуги
Рис. 4. Последовательность ММЭ-изображений с высоким разрешением, расположенных сверху вниз в порядке возрастания эпох. Расстояния между фазовыми центрами изображений пропорциональны разности эпох. Прямые линии, соединяющие центры узлов джета, обозначенных A1—A4, показывают траекторию их движения в пространстве.
г, мсек. дуги
0 2002.2 2002.4 2002.6 2002.1 2002.1 2002.3 2002.5 2002.7 Э
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.