1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Астрономический журнал
  4. T. 100, № 12, 2023

Астрономический журнал, 2023, T. 100, № 12, стр. 1132-1143

Моделирование линейной поляризации для прецессирующих струй активных ядер галактик

Р. В. Тодоров 1, *, Е. В. Кравченко 1, 2, И. Н. Пащенко 2, А. Б. Пушкарев 2, 3

1 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Долгопрудный, Московская область, Россия

2 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук
Москва, Россия

3 Крымская астрофизическая обсерватория Российской академии наук
Научный, Россия

* E-mail: todorov.rv@phystech.edu

Поступила в редакцию 29.09.2023
После доработки 15.10.2023
Принята к публикации 23.10.2023

Аннотация

Последние результаты самого подробного анализа многоэпоховых поляризационно-чувствительных наблюдений струй активных ядер галактик (АЯГ) на масштабах парсек методом радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ) обнаруживают несколько характерных типов распределения линейной поляризации и ее переменности [1, 2]. Некоторые из них воспроизводятся уже в простой модели спирального магнитного поля. При этом ни одна из представленных к настоящему моменту моделей не может объяснить наблюдаемые профили поляризации с увеличением ее степени к краям струи, и сопровождаемые узором электрического вектора типа “фонтан” и его высокой временнóй переменностью в центре. С помощью численного моделирования РСДБ-наблюдений релятивистских струй в этой работе мы показываем, что такие профили линейной поляризации могут возникать естественным образом в модели струй, прецессирующих на масштабах порядка десяти лет. В этом сценарии из-за ограниченного разрешения РСДБ-систем первоначально сильная поляризация вдоль оси струи размывается из-за наложения областей, поляризационный угол которых значительно меняется в проекции на небо. В наших численных моделях мы качественно воспроизводим структуру распределения электрического вектора и его переменность. При этом карты распределения интенсивности поляризации характеризуются яркой сердцевиной из-за недостаточного подавления поляризованного излучения, что слабо согласуется с наблюдениями квазаров. Более эффективной деполяризации можно добиться в моделях, в которых излучение центрального канала струи подавлено.

Ключевые слова: активные галактики, релятивистские струи, поляризация, магнитные поля, РСДБ, прецессия

Список литературы

  1. A. B. Pushkarev, H. D. Aller, M. F. Aller, D. C. Homan, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 520 (4), 6053 (2023), arXiv:2209.04842 [astro-ph.HE].

  2. D. I. Zobnina, H. D. Aller, M. F. Aller, D. C. Homan, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 523 (3), 3615 (2023), arXiv:2211.15624 [astro-ph.HE].

  3. R. Blandford, D. Meier, and A. Readhead, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 57, 467 (2019), arXiv 1812.06025 [astro-ph.HE].

  4. M. L. Lister and D. C. Homan, Astron. J. 130 (4), 1389 (2005).

  5. A. B. Pushkarev, Y. Y. Kovalev, M. L. Lister, T. Savolainen, M. F. Aller, H. D. Aller, and M. A. Hodge, Galaxies 5 (4), 93 (2017).

  6. A. G. Pacholczyk and T. L. Swihart, Astrophys. J. 150, 647 (1967).

  7. E. V. Kravchenko, Y. Y. Kovalev, and K. V. Sokolovsky, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 467 (1), 83 (2017), arXiv:1701.00271 [astro-ph.HE].

  8. G. Bruni, T. Savolainen, J. L. Gómez, A. P. Lobanov, et al., Adv. Space Research 65 (2), 712 (2020).

  9. D. C. Gabuzda, A. B. Pushkarev, and T. V. Cawthorne, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 319 (4), 1109 (2000), arXiv:astro-ph/0307192.

  10. M. Lyutikov, V. I. Pariev, and D. C. Gabuzda, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 360 (3), 869 (2005), arXiv:astro-ph/0406144.

  11. J. L. Gómez, A. P. Lobanov, G. Bruni, Y. Y. Kovalev, et al., Astrophys. J. 817(2), id. 96 (2016), arXiv:1512.04690 [astro-ph.HE].

  12. E. V. Kravchenko, J. L. Gómez, Y. Y. Kovalev, A. P. Lobanov, et al., Astrophys. J. 893 (1), id. 68 (2020), arXiv:2003.08776 [astro-ph.HE].

  13. F. M. Pötzl, A. P. Lobanov, E. Ros, J. L. Gómez, et al., Astron. and Astrophys. 648, id. A82 (2021), arXiv:2102.04441 [astro-ph.HE].

  14. S. P. O’Sullivan and D. C. Gabuzda, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 393 (2), 429 (2009), arXiv:0811.4426 [astro-ph].

  15. T. Hovatta, M. L. Lister, M. F. Aller, H. D. Aller, D. C. Homan, Y. Y.Kovalev, A. B. Pushkarev, and T. Sa-volainen, Astron. J. 144 (4), 105 (2012), arXiv:1205.6746 [astro-ph.CO].

  16. D. C. Gabuzda, S. Knuettel, and A. Bonafede, Astron. and Astrophys. 583, id. A96 (2015), arXiv:1511.08730 [astro-ph.GA].

  17. A. Pasetto, C. Carrasco-González, J. L. Gómez, J.‑M. Martí, et al., Astrophys. J. Letters 923 (1), id. L5 (2021), arXiv:2112.06971 [astro-ph.GA].

  18. R. T. Zavala and G. B. Taylor, Astrophys. J. 612, 749 (2004).

  19. J. C. Algaba, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 429(4), 3551 (2013).

  20. K. Asada, M. Inoue, Y. Uchida, S. Kameno, K. Fujisawa, S. Iguchi, and M. Mutoh, Publ. Astron. Soc. Japan 54, L39 (2002), arXiv:astro-ph/0205497.

  21. M. Zamaninasab, T. Savolainen, E. Clausen-Brown, T. Hovatta,M. L. Lister, T. P. Krichbaum, Y. Y. Kovalev, and A. B. Pushkarev, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 436, 3341 (2013).

  22. D. C. Gabuzda, S. Knuettel, and B. Reardon, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 450 (3), 2441 (2015), arXiv:1503.03411 [astro-ph.GA].

  23. M. M. Lisakov, E. V. Kravchenko, A. B. Pushkarev, Y. Y. Kovalev, T. K. Savolainen, and M. L. Lister, Astrophys. J. 910(1), id. 35 (2021), arXiv:2102.04563 [astro-ph.HE].

  24. J. M. Attridge, D. H. Roberts, and J. F. C. Wardle, Astrophys. J. Letters 518, L87 (1999).

  25. A. B. Pushkarev, D. C. Gabuzda, Y. N. Vetukhnovskaya, and V. E. Yakimov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 356 (3), 859 (2005).

  26. T. Savolainen, K. Wiik, E. Valtaoja, M. Kadler, E. Ros, M. Tornikoski, M. F. Aller, and H. D. Aller, Astrophys. J. 647 (1), 172 (2006), arXiv:astro-ph/0605134.

  27. M. L. Lister, M. F. Aller, H. D. Aller, D. C. Homan, et al., Astron. J. 146 (5), 120 (2013), arXiv:1308.2713 [astro-ph.CO].

  28. A. B. Pushkarev, Y. Y. Kovalev, M. L. Lister, and T. Sa-volainen, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 468 (4), 4992 (2017), arXiv:1705.02888 [astro-ph.HE].

  29. Y. Y. Kovalev, A. B. Pushkarev, E. E. Nokhrina, A. V. Pla-vin,V. S. Beskin, A. V. Chernoglazov, M. L. Lister, and T. Savolainen, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 495 (4), 3576 (2020), arXiv:1907.01485 [astro-ph.GA] .

  30. M. L. Lister, M. F. Aller, H. D. Aller, M. A. Hodge, D. C. Homan, Y. Y. Kovalev, A. B. Pushkarev, and T. Sa-volainen, Astrophys. J. Suppl. 234 (1), id. 12 (2018), arXiv:1711.07802 [astro-ph.GA].

  31. D. C. Gabuzda, A. R. Reichstein, and E. L. O’Neill, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 444 (1), 172 (2014), arXiv:1410.6653 [astro-ph.GA].

  32. E. Clausen-Brown, M. Lyutikov, and P. Kharb, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 415 (3), 2081 (2011), arXiv:1101.5149 [astro-ph.HE].

  33. D. C. Gabuzda, Galaxies 9 (3), 58 (2021).

  34. N. L. Zakamska, M. C. Begelman, and R. D. Blandford, Astrophys. J. 679 (2), 990 (2008), arXiv:0801.1120[astro-ph].

  35. E. Murphy, T. V. Cawthorne, and D. C. Gabuzda, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 430 (3), 1504 (2013), arXiv:1302.0186 [astro-ph.HE].

  36. M. S. Butuzova, Astron. Rep. 62 (2), 116 (2018).

  37. M. S. Butuzova and A. B. Pushkarev, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 520 (4), 6335 (2023), arXiv:2209.15359 [astro-ph.HE].

  38. M. Butuzova and A. Pushkarev, in European VLBI Network Mini-Symposium and Users’ Meeting 2021, 12–14 July, 2021, https://pos.sissa.it/cgi-bin/reader/conf.cgi?confid99, id. 5 (2022).

  39. R. A. Laing, Astrophys. J. 248, 87 (1981).

  40. M. L. Lister, D. C. Homan, T. Hovatta, K. I. Kellermann, et al., Astrophys. J. 874 (1), id. 43 (2019), arXiv:1902.09591 [astro-ph.GA].

  41. M. L. Lister, D. C. Homan, K. I. Kellermann, Y. Y. Kovalev, A. B. Pushkarev, E. Ros, and T. Savolainen, Astrophys. J. 923 (1), id. 30 (2021), arXiv:2108.13358 [astro-ph.HE].

  42. R. D. Blandford and A. Königl, Astrophys. J. 232, 34 (1979).

  43. A. Königl, Astrophys. J. 243, 700 (1981).

  44. T. Hovatta, M. F. Aller, H. D. Aller, E. Clausen-Brown, et al., Astron. J. 147(6), id. 143 (2014), arXiv:1404.0014 [astro-ph.GA].

  45. T. Beckert and H. Falcke, Astron. and Astrophys. 388, 1106 (2002), arXiv:astro-ph/0112398.

  46. J. Gracia, N. Vlahakis, I. Agudo, K. Tsinganos, and S. V. Bogovalov, Astrophys. J. 695(1), 503 (2009), arXiv:0901.2634 [astro-ph.GA].

  47. D. S. Briggs, High fidelity deconvolution of moderately resolved sources, PhD thesis, The New Mexico Institue of Mining and Technology, Socorro, New Mexico (1995).

  48. J. A. Högbom, Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 15, 417 (1974).

  49. B. G. Clark, Astron. and Astrophys. 89(3), 377 (1980).

  50. M. C. Shepherd, in Astronomical Data Analysis Software and Systems VI, edited by G. Hunt and H. E. Payne (San Francisco: ASP), ASP Conf. Ser. 125, 77 (1997).

  51. J.-L. Gómez, A. P. Marscher, A. Alberdi, S. G. Jorstad, and I. Agudo, Astrophys. J. Letters 561 (2), L161 (2001), arXiv:astro-ph/0110133.

  52. V. A. Frolova, E. E. Nokhrina, and I. N. Pashchenko, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 523 (1), 887 (2023), arXiv:2305.02929 [astro-ph.HE].

  53. V. S. Beskin, T. I. Khalilov, and V. I. Pariev, Astron. Letters 49 (3), 119 (2023).

  54. M. C. Begelman, R. D. Blandford, and M. J. Rees, Nature 287 (5780), 307 (1980).

  55. J. Lense and H. Thirring, Physikalische Zeitschrift 19, 156 (1918).

  56. H. Thirring, Physikalische Zeitschrift 19, 33 (1918).

  57. A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta, and Z. Abraham, Astrophys. J. 616 (2), L99 (2004), arXiv:astro-ph/0410450.

  58. Y. Cui, H. Kazuhiro, K. Tomohisa, K. Motoki, et al., Nature 621 (7980), 711 (2023).

  59. A. Caproni and Z. Abraham, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 349 (4), 1218 (2004), arXiv:astro-ph/0312407.

  60. S. D. von Fellenberg, M. Janssen, J. Davelaar, M. Zajacek, S. Britzen, H. Falcke, E. Körding, and E. Ros, arXiv:2303.00603 [astro-ph.HE] (2023).

  61. S. Britzen, C. Fendt, G. Witzel, S.-J. Qian, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 478(3), 3199 (2018).

  62. Z. Abraham and G. E. Romero, Astron. and Astrophys. 344, 61 (1999).

  63. Z. Abraham and E. A. Carrara, Astrophys. J. 496(1), 172 (1998).

  64. R. Lico, J. Liu, M. Giroletti, M. Orienti, et al., Astron. and Astrophys. 634, id. A87 (2020), arXiv:2001.01753 [astro-ph.HE].

  65. J. C. Algaba, B. Rani, S. S. Lee, M. Kino, J. Park, and J.-Y. Kim, Astrophys. J. 886 (2), id. 85 (2019), arXiv:1910.02661 [astro-ph.GA].

  66. S. O’Neill, S. Kiehlmann, A. C. S. Readhead, M. F. Aller, et al., Astrophys. J. Letters 926 (2), id. L35 (2022), arXiv:2111.02436 [astro-ph.HE].

  67. A. P. Marscher, S. G. Jorstad, V. M. Larionov, M. F. Aller, et al., Astrophys. J. Letters 710 (2), L126 (2010), arXiv:1001.2574 [astro-ph.CO].

  68. A. P. Marscher, S. G. Jorstad, F. D. D’Arcangelo, P. S. Smith, et al., Nature 452 (7190), 966 (2008).

  69. M. Roca-Sogorb, J. L. Gómez, I. Agudo, A. P. Marscher, and S. G. Jorstad, Astrophys. J. Letters 712 (2), L160 (2010), arXiv:0912.2192 [astro-ph.CO].

  70. P. E. Hardee, Astrophys. J. 664(1), 26 (2007), arXiv:0704.1621 [astro-ph].

  71. A. S. Nikonov, Y. Y. Kovalev, E. V. Kravchenko, I. N. Pa-shchenko, and A. P. Lobanov, arXiv:2307.11660 [astro-ph.GA] (2023).

  72. M. Perucho, Y. Y. Kovalev, A. P. Lobanov, P. E. Hardee, and I. Agudo, Astrophys. J. 749 (1), id. 55 (2012), arXiv:1202.1182 [astro-ph.CO].

  73. A. P. Lobanov and J. A. Zensus, Science 294 (5540), 128 (2001).

  74. R. C. Vermeulen and M. H. Cohen, Astrophys. J. 430, 467 (1994).

  75. M. H. Cohen, M. L. Lister, D. C. Homan, M. Kadler, K. I. Kellermann, Y. Y. Kovalev, and R. C. Vermeulen, Astrophys. J. 658 (1), 232 (2007), arXiv:astro-ph/0611642.

  76. S. S. Komissarov, N. Vlahakis, A. Königl, and M. V. Barkov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 394, 1182 (2009).

  77. V. Beskin, A. Chernoglazov, A. Kiselev, and E. Nokhrina, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 472 (4), 3971 (2017).

  78. K. Chatterjee, M. Liska, A. Tchekhovskoy, and S. B. Mar-koff, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 490(2), 2200 (2019), arXiv:1904.03243 [astro-ph.HE].

  79. R. A. Laing, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 193, 439 (1980).

  80. P. A. Hughes, H. D. Aller, and M. F. Aller, Astrophys. J. 298, 301 (1985).

  81. E. V. Kravchenko, Y. Y. Kovalev, T. Hovatta, and V. Ramakrishnan, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 462 (3), 2747 (2016), arXiv:1607.05852 [astro-ph.HE].

  82. M. M. Lisakov, Y. Y. Kovalev, T. Savolainen, T. Hovatta, and A. M. Kutkin, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 468 (4), 4478 (2017), arXiv:1703.07976 [astro-ph.GA].

  83. A. V. Plavin, Y. Y. Kovalev, A. B. Pushkarev, and A. P. Lo-banov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 485, 1822 (2019).

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Астрономический журнал

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал