Моделирование линейной поляризации для прецессирующих струй активных ядер галактик
- Авторы: Тодоров Р.В.1, Кравченко Е.В.1,2, Пащенко И.Н.2, Пушкарев А.Б.2,3
-
Учреждения:
- Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
- Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук
- Крымская астрофизическая обсерватория Российской академии наук
- Выпуск: Том 100, № 12 (2023)
- Страницы: 1132-1143
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0004-6299/article/view/233450
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0004629923120113
- EDN: https://elibrary.ru/AOFRNL
- ID: 233450
Цитировать
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
Об авторах
Р. В. Тодоров
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образованияМосковский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Автор, ответственный за переписку.
Email: todorov.rv@phystech.edu
Россия, Московская область, Долгопрудный
Е. В. Кравченко
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образованияМосковский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева
Российской академии наук
Email: todorov.rv@phystech.edu
Россия, Московская область, Долгопрудный; Россия, Москва
И. Н. Пащенко
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. ЛебедеваРоссийской академии наук
Email: todorov.rv@phystech.edu
Россия, Москва
А. Б. Пушкарев
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. ЛебедеваРоссийской академии наук; Крымская астрофизическая обсерватория Российской академии наук
Email: todorov.rv@phystech.edu
Россия, Москва; Россия, Научный
Список литературы
- 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].
- 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].
- R. Blandford, D. Meier, and A. Readhead, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 57, 467 (2019), arXiv 1812.06025 [astro-ph.HE].
- M. L. Lister and D. C. Homan, Astron. J. 130 (4), 1389 (2005).
- 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).
- A. G. Pacholczyk and T. L. Swihart, Astrophys. J. 150, 647 (1967).
- 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].
- G. Bruni, T. Savolainen, J. L. Gómez, A. P. Lobanov, et al., Adv. Space Research 65 (2), 712 (2020).
- D. C. Gabuzda, A. B. Pushkarev, and T. V. Cawthorne, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 319 (4), 1109 (2000), arXiv:astro-ph/0307192.
- M. Lyutikov, V. I. Pariev, and D. C. Gabuzda, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 360 (3), 869 (2005), arXiv:astro-ph/0406144.
- 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].
- 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].
- 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].
- S. P. O’Sullivan and D. C. Gabuzda, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 393 (2), 429 (2009), arXiv:0811.4426 [astro-ph].
- 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].
- D. C. Gabuzda, S. Knuettel, and A. Bonafede, Astron. and Astrophys. 583, id. A96 (2015), arXiv:1511.08730 [astro-ph.GA].
- 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].
- R. T. Zavala and G. B. Taylor, Astrophys. J. 612, 749 (2004).
- J. C. Algaba, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 429(4), 3551 (2013).
- 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.
- 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).
- D. C. Gabuzda, S. Knuettel, and B. Reardon, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 450 (3), 2441 (2015), arXiv:1503.03411 [astro-ph.GA].
- 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].
- J. M. Attridge, D. H. Roberts, and J. F. C. Wardle, Astrophys. J. Letters 518, L87 (1999).
- A. B. Pushkarev, D. C. Gabuzda, Y. N. Vetukhnovskaya, and V. E. Yakimov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 356 (3), 859 (2005).
- 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.
- 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].
- 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].
- 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] .
- 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].
- 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].
- E. Clausen-Brown, M. Lyutikov, and P. Kharb, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 415 (3), 2081 (2011), arXiv:1101.5149 [astro-ph.HE].
- D. C. Gabuzda, Galaxies 9 (3), 58 (2021).
- N. L. Zakamska, M. C. Begelman, and R. D. Blandford, Astrophys. J. 679 (2), 990 (2008), arXiv:0801.1120[astro-ph].
- E. Murphy, T. V. Cawthorne, and D. C. Gabuzda, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 430 (3), 1504 (2013), arXiv:1302.0186 [astro-ph.HE].
- M. S. Butuzova, Astron. Rep. 62 (2), 116 (2018).
- M. S. Butuzova and A. B. Pushkarev, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 520 (4), 6335 (2023), arXiv:2209.15359 [astro-ph.HE].
- 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).
- R. A. Laing, Astrophys. J. 248, 87 (1981).
- 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].
- 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].
- R. D. Blandford and A. Königl, Astrophys. J. 232, 34 (1979).
- A. Königl, Astrophys. J. 243, 700 (1981).
- 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].
- T. Beckert and H. Falcke, Astron. and Astrophys. 388, 1106 (2002), arXiv:astro-ph/0112398.
- J. Gracia, N. Vlahakis, I. Agudo, K. Tsinganos, and S. V. Bogovalov, Astrophys. J. 695(1), 503 (2009), arXiv:0901.2634 [astro-ph.GA].
- D. S. Briggs, High fidelity deconvolution of moderately resolved sources, PhD thesis, The New Mexico Institue of Mining and Technology, Socorro, New Mexico (1995).
- J. A. Högbom, Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 15, 417 (1974).
- B. G. Clark, Astron. and Astrophys. 89(3), 377 (1980).
- 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).
- 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.
- 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].
- V. S. Beskin, T. I. Khalilov, and V. I. Pariev, Astron. Letters 49 (3), 119 (2023).
- M. C. Begelman, R. D. Blandford, and M. J. Rees, Nature 287 (5780), 307 (1980).
- J. Lense and H. Thirring, Physikalische Zeitschrift 19, 156 (1918).
- H. Thirring, Physikalische Zeitschrift 19, 33 (1918).
- A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta, and Z. Abraham, Astrophys. J. 616 (2), L99 (2004), arXiv:astro-ph/0410450.
- Y. Cui, H. Kazuhiro, K. Tomohisa, K. Motoki, et al., Nature 621 (7980), 711 (2023).
- A. Caproni and Z. Abraham, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 349 (4), 1218 (2004), arXiv:astro-ph/0312407.
- 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).
- S. Britzen, C. Fendt, G. Witzel, S.-J. Qian, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 478(3), 3199 (2018).
- Z. Abraham and G. E. Romero, Astron. and Astrophys. 344, 61 (1999).
- Z. Abraham and E. A. Carrara, Astrophys. J. 496(1), 172 (1998).
- R. Lico, J. Liu, M. Giroletti, M. Orienti, et al., Astron. and Astrophys. 634, id. A87 (2020), arXiv:2001.01753 [astro-ph.HE].
- 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].
- 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].
- 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].
- A. P. Marscher, S. G. Jorstad, F. D. D’Arcangelo, P. S. Smith, et al., Nature 452 (7190), 966 (2008).
- 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].
- P. E. Hardee, Astrophys. J. 664(1), 26 (2007), arXiv:0704.1621 [astro-ph].
- A. S. Nikonov, Y. Y. Kovalev, E. V. Kravchenko, I. N. Pa-shchenko, and A. P. Lobanov, arXiv:2307.11660 [astro-ph.GA] (2023).
- 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].
- A. P. Lobanov and J. A. Zensus, Science 294 (5540), 128 (2001).
- R. C. Vermeulen and M. H. Cohen, Astrophys. J. 430, 467 (1994).
- 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.
- S. S. Komissarov, N. Vlahakis, A. Königl, and M. V. Barkov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 394, 1182 (2009).
- V. Beskin, A. Chernoglazov, A. Kiselev, and E. Nokhrina, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 472 (4), 3971 (2017).
- 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].
- R. A. Laing, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 193, 439 (1980).
- P. A. Hughes, H. D. Aller, and M. F. Aller, Astrophys. J. 298, 301 (1985).
- 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].
- 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].
- A. V. Plavin, Y. Y. Kovalev, A. B. Pushkarev, and A. P. Lo-banov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 485, 1822 (2019).
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)