Моделирование линейной поляризации для прецессирующих струй активных ядер галактик

Обложка
  • Авторы: Тодоров Р.В.1, Кравченко Е.В.1,2, Пащенко И.Н.2, Пушкарев А.Б.2,3
  • Учреждения:
    1. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
    2. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук
    3. Крымская астрофизическая обсерватория Российской академии наук
  • Выпуск: Том 100, № 12 (2023)
  • Страницы: 1132-1143
  • Раздел: СТАТЬИ
  • URL: https://medbiosci.ru/0004-6299/article/view/233450
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0004629923120113
  • EDN: https://elibrary.ru/AOFRNL
  • ID: 233450

Цитировать

Полный текст

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.

Об авторах

Р. В. Тодоров

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
Московский 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 образования
Московский 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. Лебедева
Российской академии наук

Email: todorov.rv@phystech.edu
Россия, Москва

А. Б. Пушкарев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева
Российской академии наук; Крымская астрофизическая обсерватория Российской академии наук

Email: todorov.rv@phystech.edu
Россия, Москва; Россия, Научный

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 файлы


© Р.В. Тодоров, Е.В. Кравченко, И.Н. Пащенко, А.Б. Пушкарев, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».