Диссертация (Анализ возмущений в джетах блазаров с сильным гамма-излучением), страница 13

Обсуждение и выводыПодробный анализ поведения объекта PKS 1510—089 в различных диапазонах позволяет сделать некоторые заключения о механизмах и области генерации высокоэнергетического излучения.1. За период наблюдений с 2008 по 2012 гг. нами был идентифицирован рядвспышек в гамма-диапазоне, которые были тесно связаны с выбросом новых компонент из ядра джета на частоте 43 ГГц. За время работы космической гамма-обсерватории Ферми мощные гамма-вспышки были зарегистрированы во время выброса четырех из пяти компонент (K2, K3, K4,K5).902. Во время вспышек в гамма-диапазоне № 3, 4 и 8 объект был зарегистрирован в ТэВ-диапазоне, что помещает область генерации данных вспышекза пределы области ШЭЛ, непрозрачной для этого диапазона спектра, авыброс новых сверхсветовых компонент в непосредственной близости кмаксимумам вспышек означает, что данные вспышки произошли вблизиядра джета на частоте 43 ГГц.3.

Нами было обнаружено несколько вращений позиционного угла оптической поляризации во время выброса компонент. Во время выброса компоненты K1 наблюдалось вращение против часовой стрелки на 298 в течение 29 дней, а непосредственно перед выбросом - по часовой стрелкена 187 в течение 39 дней. Во время выброса K5 наблюдалось вращениена 213 в течение 47 дней. Продолжительное плавное вращение позиционного угла оптической поляризации на720 в течение 60 дней в 2009году во время мощных вспышек в оптическом и гамма-диапазонах (MJD 54947) предполагает, что эта переменность была обусловлена движением сверхсветового узла яркости K2, который виден на РСДБ-картах. Каки в случае BL Lac [39], а также описанных выше вращений позиционногоугла оптической поляризации у объектов S4 0954+658 (см.

Главу 3) и S50716+71 (см. Главу 4), такое поведение может быть объяснено в рамкахмодели, в которой возмущение распространяется в джете по спиральнойтраектории.91Глава 6Блазар PKS 1222+2166.1. Литературный обзорδОбъект PKS 1222+216 (также известный как 4C +21.35, α 12h 24m 54.4s ,21d 22m 46s J2000.0, z = 0.432 [115]) является ярким в гамма-диапазонеFSRQ [62, 88], а также входит в список источников, зарегистрированных в VHEдиапазоне (E¡ 100 ГэВ) телескопами MAGIC [116]. Впервые был обнаружен врадиодиапазоне.Рис.

6.1. Карта источника 4C +21.35 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 [117]Парсековый джет на частоте 43 ГГц направлен на север, на частоте 1592ГГц диффузный джет протяженностью 15 мсек также направлен на север,в то время как килопарсековый джет сильно искривлен и направлен на восток[117, 118]. Отличительной особенностью этого источника является наличие намасштабах порядка 100 кпк радиоструктуры, напоминающей морфологию радиогалактик. При VLBI-наблюдениях на частоте 15 ГГц в джете объекта былиобнаружены движения со скоростями 0.096—1.013 мсек/год (2.5—26.6 с) [64],при наблюдениях на частоте 43 ГГц были обнаружены скорости 0.5—0.9 мсек/год [44].

Радиоядро имеет плоский спектр и яркостную температуру Tb 51011K [119], что так же, как и сверхсветовые движения, говорит о малом угле наклона к лучу зрения.PKS 1222+216 был зарегистрирован EGRET (скорее всего 3EG J1224+2118[88]). Источник был зарегистрирован космической гамма-обсерваторией Фермии попал в First LAT Catalog 1FGL [62]. В декабре 2009 года инструментамиAGILE Gamma-ray Imaging Detector и Fermi-LAT была зарегистрирована мощная вспышка [120, 121]. В конце апреля 2010 года Fermi-LAT зарегистрировалмощную вспышку в ГэВ диапазоне [122]. Анализ, выполненный Нероновым идр. [123] показал, что во время этой вспышки гамма-излучение простиралось дообласти энергий, превышающей 100 ГэВ, попадая в (VHE) диапазон. В это жевремя наблюдалось увеличение яркости в инфракрасном диапазоне [124].

Вторая значительная ГэВ вспышка была зафиксирована Fermi и AGILE в июне2010 года [125, 126]. В это же время (17 июня 2010 г. ) телескопами MAGIC былобнаружен избыток фотонов в 0.07 0.4 ТэВ из области 4C+21.35 [127].6.2. Кинематика джета и поведение на различных длинахволнДля определения параметров джета нами было произведено моделирование структуры джета на 45 эпохах. Из ядра джета выбрасывалось примерно 193новая компонента в год. В ходе анализа были отождествлены 10 компонент, изних 5 движущиеся, 2 квазистационарные, 1 трейлинговая. Кинематические параметры компонент и параметры джета источника представлены в Таб. 6.1, 6.2.На Рис. 6.2 представлена зависимость расстояния от ядра с течением временидля сверхсветовых компонент, а на Рис.

6.3 показаны траектории движениякомпонент, наложенные на карту источника. Последовательность изображенийс наложенным положением компонент для всех эпох представлена в Приложении Г.Distance from the core (mas)1222+2161.20.8A1A2K1K2K3T1K4K50.405450055000555005600056500MJDРис. 6.2. Зависимость расстояния от ядра с течением времени для сверхсветовых компонент.Рис. 6.3.

Карта объекта на частоте43 ГГц с наложенными траекториями компонент.Для 3-х из 5-ти компонент нами была выявлена связь между временемвыброса компоненты и активностью в гамма-, оптическом и радиодиапазонах.Хорошо видно, что при спокойном состоянии объекта в оптике и гамма-диапа-зоне позиционный угол оптической поляризации находился в области χ 150 ,что отличается от среднего направления джета (0 ).На Рис. 6.4 представлены многоволновые кривые блеска для объекта PKS1222+216, кривые оптических поляризационных параметров, и отмечены эпо-94Таблица 6.1. Кинематические параметры компонентKnot NµβappTejectµ9Kµ9|| Θ¡K190.52 0.0313.35 0.7555201 15--12.8 5.8K290.33 0.038.06 0.8455306 150.08 0.010.09 0.0112.0 6.0K3210.43 0.0210.88 0.5655624 150.10 0.01K440.49 0.0112.57 0.1556133 154.3 0.4K540.27 0.096.91 2.2656212 510.8 1.50.12 0.01 5.7 2.2Таблица 6.2.

Параметры джета источника за 2008-2012 гг.θjet( )1.89 9.32φapp( )8.94 0.32θ( )5.54 1.42φ()0.86 0.22Γ10.40 2.50хи выброса сверхсветовых компонент. На Рис. 6.5 показана оптическая криваяблеска с наложенными гамма-кривой блеска и кривой блеска сверхсветовыхкомпонент и кривые оптических поляризационных параметров.На кривой блеска за весь период наблюдений очевиден период мощной ак-тивности объекта в гамма-диапазоне MJD 55100 55800 (Рис.6.4). В это жевремя наблюдается активное поведение объекта в оптическом диапазоне и радиодиапазоне на частоте 43 ГГц. Во время данного периода активности на оптической кривой блеска можно выделить 6 вспышек. Для сравнения эпох оптических вспышек и эпох выброса компонент оптические вспышки были разделенына три группы.

Группа А включает эпохи, в которых время максимума оптиче-ской вспышки совпало с выбросом компоненты в пределах |pToptmax Teject q| ¤ σ ,где σ - ошибка определения времени выброса Teject , группа B, для которой|pTopt Tejectq| ¤ 3 σ и группа С, для которой не наблюдалось выброса комmax95Рис.

6.4. Сверху вниз: гамма-кривая блеска, оптическая кривая блеска в полосе R (синиекружки - соответствуют фильтру V); оптическая поляризация; позиционный угол оптическойполяризации; кривая блеска VLBI ядра на частоте 43 ГГц и кривая блеска от всего источникана 37 ГГц. Серые прямоугольники показывают время выброса сверхсветовых компонент.Регистрация в VHE-диапазоне отмечена зелеными линиями [128].96поненты.Рис. 6.5.

Оптическая кривая блеска радиоядра в полосе R с наложенными гамма-кривойблеска и кривой блеска радиоядра на частоте 43 ГГц и кривые оптических поляризационныхпараметров.В Таб.6.3 представлены эпохи оптических вспышек, наличие гамма-вспышек, наличие вращения позиционного угла оптической поляризации, скоростьвращения позиционного угла оптической поляризации, номер выброшенной компоненты и тип вспышки согласно вышеописанной классификации.Компонента K1: Выброс компоненты К1 сопровождался вспышкой в гаммадиапазоне, вспышкой в оптическом диапазоне, вращением позиционного углаоптической поляризации на 248 за 84 дня (3.15 /день), увеличением уровняоптической поляризации и вспышкой в радиоядре на 43 ГГц.Компонента K2: Появление K2 сопровождалось мощной вспышкой в гаммадиапазоне, вспышкой в оптическом диапазоне, вращением позиционного углаоптической поляризации на 440 за 115 дней (3.82 /день) и вспышкой в ра-97Таблица 6.3.

Характеристики оптических вспышекN гамма-вспышка оптическая вращениеМJDвспышка155239Да255306355370455573555622655746скоростьвыброс Типвращения χopt /деньузла2653.2K1BДа4403.8K2AДа--Cχopt687.5-Cскромная2035.5K3Aскромная---Cдиоядре. Уровень поляризации во время оптической вспышки не превышал 4%.Через 60 дней после выброса компоненты из ядра наблюдалась вторая вспышкав гамма- и оптическом диапазоне, которая сопровождалась регистрацией объекта в области ТэВ-энергий (объект был зарегистрирован телескопами MAGIC[127]). Этот момент соответствует первой эпохе, на которой компонента былавидна отдельно от ядра.Компонента K3: Выброс компоненты K3 в пределах 1σ сопровождалсямощной вспышкой в оптическом диапазоне, вращением позиционного угла оп-тической поляризации на 203 за 37 дней (5.5 /день), вспышкой в радиоядре и самым высоким уровнем поляризации оптического излучения за периоднаблюдений, более 10%, причем уровень активности в гамма-диапазоне былдостаточно скромным.Компоненты K4 и K5: Во время выброса компонентов K4 и K5 не наблюдалось значительной активности в гамма-диапазоне.