Диссертация (Анализ возмущений в джетах блазаров с сильным гамма-излучением), страница 11

Более того, одновременноеувеличение уровня поляризации оптического и радиоизлучения говорит отом, что эти зоны находятся в одной и той же области пространства.72Глава 4Блазар S5 0716+714.1. Литературный обзорБлазар S5 0716+71 (α 07h21m53.4s, δ 71d 20m 36s J2000.0) - один изнаиболее интенсивно изучаемых объектов типа BL Lac. Определение красногосмещения (z0.3) этого объекта основано на измерениях размера косвенно заре-гистрированной подстилающей галактики и положении 3-х галактик с краснымсмещением 0.26 [76, 77]. Недавнее обнаружение Lα в ультрафиолетовом спектреисточника подтверждает ранние оценки красного смещения 0.2315<z<0.3407[78].S5 0716+714 - один из наиболее ярких объектов типа BL Lac в оптическомдиапазоне.

Оптическая переменность изучалась многими исследователями, источник обладает постоянной активностью на различных временных масштабах[80, 81]. Источник был целью нескольких кампаний по исследованию переменности на временных масштабах менее суток (IDV) [82, 83]. Объект имеет высокийуровень поляризации и неоднократно показывал большое ( 360 ) вращениепозиционного угла оптической поляризации во время мощных оптических вспышек, которое наблюдалось нами на телескопах LX-200 и АЗТ-8 [84–86].

В работе[80] была обнаружена значительная корреляция изменений на временных масштабах порядка 1 дня между оптическим и радиодиапазоном. В работе [87] былопоказано, что оптическая переменность источника имеет долгопериодическую 350 дней, на которую наложены повторяющиесявариации на временных масштабах 60 дней.компоненту на масштабахГамма-излучение от объекта регистрировалось инструментами EGRET [88,89] и AGILE [90] и космической гамма-обсерваторией Ферми [62, 91]. Источник73Рис. 4.1. Карта источника S5 0716+71 в оптическом диапазоне и радиоизображения на различных пространственных масштабах. Изображение на частоте 15 ГГц получено в рамкахпрограммы MOJAVE (http://www.physics.purdue.edu/astro/MOJAVE), на частоте 1.4 ГГц изработы [79].ведет себя очень активно во всех диапазонах.

В работе [86] была обнаруженакорреляция между оптическим и гамма-излучением во время мощной вспышкив октябре 2011 г.Объект изучается с помощью различных РСДБ-массивов более 20 лет. На15 ГГц джет состоит из яркого ядра и диффузной компоненты, направленной всторону севера, протяженностью несколько десятков мсек. На килопарсековоммасштабе направление джета отличается примерно на 90 и источник имеетдвойную структуру [79]. При VLBI-наблюдениях на частоте 15 ГГц в джетеобъекта были обнаружены движения со скоростями 0.51—0.65 мсек/год [46], 0.5274мсек/год [92], при наблюдениях на частоте 43 ГГц были обнаружены скорости1.1—1.2 мсек/год [44].4.2. Кинематика джета и поведение на различных длинахволнВ отличие от объекта S4 0954+65, данный объект характеризуется непрерывной активностью как в оптическом, так и в гамма-диапазоне. Важно отметить, что в гамма-диапазоне объект очень яркий и его поток большую частьвремени превышает 2.5 106 фот/(c см2 ).

За исследуемый период наблюдалосьбольшое количество вспышек. При наблюдениях объекта в активном состояниив оптике группой СПбГУ, в которую входит автор, было опубликовано несколько астрономических телеграмм [84, 85]. На Рис. 4.2 показан набор кривых оптических фотометрических и поляриметрических данных, полученных нашейгруппой за 2008-2011 гг.Важной особенностью данного объекта является компактность джета начастоте 43 ГГц, что делает изучение кинематики крайне сложным. В подобнойситуации предполагается, что для надежных результатов требуются как можноболее плотные ряды данных в радиодиапазоне.Нами были промоделированы 55 эпох с июня 2008 по май 2012 гг.

За этотпериод было идентифицировано 11 компонент, помимо ядра A0, которое стационарно и расположено в южной части изображения. Из 11 компонент 6 былиидентифицированы как движущиеся (K1-K6), 2 стационарные компоненты (A1и A2), а также 3 трейлинговых компоненты. В среднем из ядра джета выбрасывалась примерно 1 новая компонента в год. На Рис.4.3 показано удалениекомпонент от ядра с течением времени, на Рис.4.4 показаны траектории компонент, наложенные на карту объекта на одной из эпох (последовательностьизображений с наложенным положением компонент на всех исследуемых эпохах75Рис. 4.2.

Сверху вниз: гамма-кривая блеска, оптическая кривая блеска в полосе R; степеньоптической поляризация; позиционный угол оптической поляризации; кривая блеска VLBIядра на частоте 43 ГГц и кривая блеска от всего источника на 37 ГГц. Серые прямоугольники показывают время выброса сверхсветовых компонент. Регистрация в VHE-диапазонеотмечена зеленой линией [93]76приведена в приложении Б). Узлы движутся в направлении на северо-восток понемного отличающимся траекториям со скоростями от 8 c до 29 c.

Видимыескорости порядка 20 с являются характерными для этого источника на парсековом масштабе [94]. Кинематические параметры компонент и параметры джетаисточника представлены в Таб. 4.1, 4.2. На Рис. 4.5 показана оптическая криваяблеска с наложенными гамма-кривой блеска и кривой блеска радиоядра; кривые оптических поляризационных параметров. Для всех остальных компонентданные кривые блеска представлены в приложении Б.Таблица 4.1. Кинематические параметры компонентKnot NµβappTejectµ9Kµ9|| Θ¡мсек/гcMJDмсек/г2мсек/г2K170.61 0.0111.83 0.2754617 151.24 0.110.65 0.0927.2 14.0K251.27 0.0524.58 1.0654843 152.18 0.090.60 0.4111.1 10.4K351.52 0.0329.35 0.6655088 1544.9 9.1K440.42 0.028.22 0.4555230 1557.7 13.0K5120.83 0.0516.05 0.8855500 150.24 0.040.23 0.0239.5 14.3K661.06 0.0320.47 0.7355839 1528.7 4.3Таблица 4.2.

Параметры джета источника за 2008-2012 гг.θjet( )33.95 17.69φapp( )12.83 2.59θ( )3.11 1.45φ()0.88 0.40Γ18.42 7.24Компонента K1: Выброс компоненты K1 в пределах 3σ совпадает с мощ-ной оптической вспышкой (MJD 54580) и быстрым вращением позиционного77Distance from the core (mas)S5 0716+7110.80.60.4A1A2K1K2T1K3K4T2T3K5K60.20550005550056000MJDРис.

4.3. Зависимость расстояния от ядра с течением времени для сверхсветовых компонент.Рис. 4.4. Карта объекта на частоте43 ГГц с наложенными траекториями компонент. 330 (47/день). Во время вспышки оптическая поляризация возросла до 15%. В данный промежуток наблюденийугла оптической поляризации накосмическая гамма-обсерватория Ферми еще не начала свои наблюдения, однако объект был зарегистрирован в ТэВ-диапазоне телескопами MAGIC [93] вовремя максимума оптической вспышки.Компонента K2: Появление компоненты K2 в пределах 3σ совпадает свспышкой в оптическом и гамма-диапазоне MJD 54800.Компонента K3: Выброс компоненты K3 в пределах 3σ совпадает с опти-ческой вспышкой и вспышкой в гамма-диапазоне (MJD 55100).

Необходимоотметить, что зарегистрировать выброс этой компоненты удалось лишь благодаря плотной серии наблюдений в рамках кампании (14, 16, 20, 26 октября2009). Если бы наблюдения проводились в обычном режиме 1 раз в месяц компоненту не удалось бы обнаружить.Компонента K4: Во время выброса компоненты K4 в пределах 2σ наблю-дается вспышка в гамма-диапазоне (MJD 55250), вспышка в оптическом диа-78Рис. 4.5. Сверху вниз: оптическая кривая блеска (полоса R) с наложенной кривой блеска вгамма-диапазоне и кривой блеска радиоядра на частоте 43 ГГц ; кривая уровня оптическойполяризации; позиционный угол оптической поляризации.пазоне и увеличение степени оптической поляризации до 15%.Компонента K5: Появление яркой компоненты K5 сопровождалось вспыш-ками в оптическом и гамма-диапазоне (MJD 55450 55500). Интересно отме-тить, что некоторое время спустя после появления узла K5 наблюдалась достаточно сильная оптическая вспышка, сопровождавшаяся вращением позицион-ного угла оптической поляризации (MJD 55600 55650).

Мы предполагаем,что данная вспышка может быть связана с появлением яркой компоненты T2,которая скорее всего является трейлинговой компонентой. Кривая блеска ком-79поненты T2 (см. Рис.Б.2) на частоте 43 ГГц достаточно хорошо воспроизводитоптическую кривую.Компонента K6: Выброс компоненты K6 совпал с самой мощной вспышками в гамма-диапазоне, оптической вспышкой, высоким уровнем оптическойполяризации (¡ 30%), а также значительным вращением позиционного углаполяризации ( 157 за промежуток времени MJD 55856.8-55858.07). За этоткороткий промежуток нами было проведено 11 измерений на трех телескопахв различных частях света (LX200, Perkins, АЗТ-8).4.3. Обсуждение и выводыОбъект вел себя очень активно во всех диапазонах длин волн на протяжении всего исследуемого интервала наблюдений.

Нами был получен плотныйряд оптических фотометрических и поляриметрических наблюдений во времямощнейшей вспышки блазара S5 0716+71 в гамма-диапазоне. Мы исследовалиструктуру источника на частоте 43 ГГц.1. Периоды активности радиоядра на частоте 43 ГГц достаточно хорошосовпадают с активностью в оптическом и гамма-диапазоне (Рис. 4.2,4.5).2.