A PG 1302–102 rádió szerkezete

5.2.1. A PG 1302–102 parszekes skálán

A forrás VLBA megfigyelései alapján kerestem a központjában sejtett, szub-pc szeparációjú fe-kete lyuk kett˝os létezésére utaló jeleket. Az archív VLBA adatokhoz illesztett jetkomponensek id˝osora17,02évet ölel át 20 epochában. A Gauss profilú jetkomponensek relatív pozícióit áb-rázolom az 5.1. ábrán. Az átlagos pozíciószögΘpc = 31,6^◦±0,6^◦ (a pozíciószöget észak fel˝ol keletre mérjük pozitív irányban).

Összesen hat jetkomponenst azonosítottam, ezek magszeparációit prezentálja az 5.2. ábra.

Mindegyikük szuperfénysebesség ˝u látszólagos mozgást végez, ami a jet látóiránnyal bezárt kis szögére, és relativisztikus sebességére utal. A C4-es komponens látszólagos sebessége a legna-gyobb (vagyis ehhez a komponenshez tartozik a legmeredekebb görbe az 5.2. ábrán), lineáris

1http://archive.nrao.edu

5.2. A PG 1302–102 rádió szerkezete 65 sajátmozgásaµ^max= 0,41±0,04mas yr⁻¹. Ezβ_app^max= 7,5±0,7-nak felel meg, fénysebesség egy-ségben mérve. A látszó sebesség alsó hibahatárát figyelembe véve a minimális Lorentz faktor γ^min= 6,8, és a minimum jetsebességβ_j^min= 0,989.

A komponensek relatív rektaszcenzióit és deklinációit adom meg az 5.3. ábrán. Látszik, hogy a komponensek különböz˝o irányba dobódtak ki, viszont nagyjából az els˝o milliívmásod-perc magtávolság megtétele után kollimálódtak egymással. Ez a kollimáció a C1 és C5 kompo-nensek esetén a hangsúlyosabb, amelyek a jet ellenkez˝o szélén találhatóak. A C1 és C5 legküls˝o pozícióit használtam a jetkúp nyílásszögének meghatározásához (∼ 1.5 mas magtávolságon belül), amit pontozott vonallal jelöl az 5.3. ábrán. Így a látszó fél-nyílásszögψapp= 5,2^◦±0,8^◦. A Doppler er˝osítés egyik következménye, hogy a a látóirányhoz közeli jetek fénye virtuáli-san feler˝osödve ér a megfigyel˝ohöz, akiT_Blátszó fényességi h˝omérsékletet mér aT_B,intvalódi fényességi h˝omérséklet helyett. VLBI komponensek esetében a fényességi h˝omérsékletet az (4.2) egyenlet segítségével számolhatjuk ki.

Valódi fényességi h˝omérsékletnek az ekvipartíciós elmélet szerint jósoltT_eq ≈ 5×10¹⁰ K értéket elfogadva [169], a VLBI mag 20 epocha alapján mért Doppler faktorának matematikai átlagaδ¯= _N¹ ∑_N

i Tb/Tint= 23,23±7,73(a hibaterjedés formuláját figyelembe véve), aholN az epochák száma. A forrás karakterisztikus Doppler faktoraként a VLBI mag Doppler faktorának a medián átlagát fogadom el, amiδ_med = 18,5±3,6.

Ekkorιinklináció ésβjet jetsebesség kifejezhet˝o az (1.21) és (1.22) egyenletekb˝ol,¯δésβ_app^max -ot helyettesítve a számolt értékekkel. A jetsebességreβ_jet = 0,996^+0,001_−0,002, a Lorentz-faktorraγ =

= 10,8^+1,7_−1,9, és az inklinációraι= 2,2^◦±0,5^◦értéket kaptam. A jetψ_applátszó fénynyílásszögét a komponensek pozíciószögének legnagyobb és legkisebb értékekének különbségeként számol-tam. Ezek P A_max,C1 = 35,33^◦ ±1,33^◦, és P A_min,C5 = 25,06^◦ ±0,77^◦, így ψapp = P A_max,C1−

−P A_min,C5= 10,3^◦±1,5^◦. Az inklinációból és a látszó félnyílásszögb˝ol adódik a bels˝o félnyí-lásszög:ζ =ψappsinι= 0,20^◦±0,05^◦.

Graham és munkatársai a PG 1302–102 optikai fénygörbéjét periodikusan változó Doppler er˝osítéssel magyarázták [75]. A jet rádió szerkezetéb˝ol fentebb meghatározott Lorentz faktor, bels˝o fél nyílásszög, inklináció nagyságrendileg jó egyezést mutatnak a [75] munkában meg-határozott értékekkel, amelyek: γopt = 5,4±0,1 Lorentz-faktor,ζopt = 0,5^◦ ±0,1^◦ bels˝o fél-nyílásszög,ι_opt = 5,0^◦±0,2^◦inklináció. Tehát független mérések feldolgozásával kvalitatívan igazolni tudtam [75] becslést.

A pc-skálájú morfológia alapján a PG 1302–102 jel ˝u kvazár VLBI jetének hossza folyama-tosan n˝o, ahogy ez az 5.1. ábrán látható. Ez folyamafolyama-tosan er˝osöd˝o aktivitásra utal. Az utolsó MOJAVE epochában (2012,59) a jetkomponensek teljes fluxuss ˝ur ˝usége1,453Jy volt, majdnem háromszorosa az ez el˝otti átlagos értéknek.

5.2.2. A PG 1302–102 kiloparszekes skálán

A PG 1302–102 Gauss fényességprofilú komponensei és a VLA térképe (5.4. ábra) helikális struktúrára emlékeztetnek az északi jet esetében, illetve egy ív alakú trajektóriát mutatnak a déli jet esetében. Az 1,4 GHz-es észlelési frekvencián az északi jet fényességeloszlását hét Gauss profilú komponenssel közelítettem, míg a déli jetét csupán kett˝ovel. A komponensek kis száma nem engedi geometriai modell alkalmazását a déli jetre. Másrészr˝ol, azzal az elfogadás-sal, hogy a jetkomponensek pozíciói helikális geometriát követnek, egy egyszer ˝u precessziós modellt tudunk illeszteni az északi jet szerkezetéhez. Ehhez az illesztéshez az 5 GHz-es VLA

66 Fejezet 5. A PG 1302–102 jel ˝u kvazárban sejtett szupernagy tömeg ˝u fekete lyuk kett˝os paramétereinek korlátozása a forrás parszek-skálájú jetszerkezete alapján adatokból származó komponens-pozíciókat is felhasználtam. Így becsülhet˝ové válik a jet tér-beli irányultsága, illetve fél-nyílásszöge.

Relative right ascension (arcsec)

10 5 0 -5

Relative declination (arcsec) -10-10-50510

Relatív rektaszcenzió (as)

R elatív deklináció (a

s)

5.4.ÁBRA. PG 1302–1021,4GHz-es VLA térképe, az északi jet komponenseihez illesztett kúpos csavar-vonallal ábrázolva. A déli oldalon jelölt, szaggatott vonal az északi csavarvonalhoz szimmetrikus hi-potetikus jet trajektóriát reprezentálja. A déli jet szerkezete különbözik az egyszer ˝u precessziós modell alapján várthoz képest. A körök és a központi ellipszis a DIFMAP-pal illesztett Gauss profilú kompo-nensek helyzetét és méretét reprezentálják. A kép csúcsfényessége543mJy beam⁻¹. A legalacsonyabb kontúrszint4,3mJy beam⁻¹, a további kontúrok értékei kétszeres szorzóval növekednek ehhez képest.

Az rms zaj0,08mJy beam⁻¹. A helyreállító nyaláb méretét (1,66arcsec×1,21arcsec) jelöli a bal alsó sarokban látható ellipszis.

A legjobban illeszked˝o paramétereket iteratívan végrehajtott, nem-lineáris legkisebb négy-zetes becsléssel kaptam meg, Levenberg-Marquardt algoritmust használva úgy, hogy a χ²-et minimalizáltam. A kpc-skálájú helikális jet szimmetriatengelyének pozíciószöge így Θ_kpc =

= 20,15^◦±0,26^◦, inklinációjaι_kpc= 65,5^◦±2,2^◦, és bels˝o fél nyílásszögeΨ^int= 6,5^◦±1,0^◦. A jet egy térbeli periódus alatti tengelyirányú növekményea= 6,0arcsec±0,1arcsec, míg a radiális irányú növekményeb= 0,7arcsec±0,1arcsec (redukáltχ² = 4,6). Ez az eredmény kvalitatíven konzisztens a kpc-skálájú jet kétoldalú megjelenésével, ami szintén nagy inklinációt sugall. A kis és nagy skálájú jet inklinációinak eltérését az 5.3.2 alfejezetben részletesebben is tárgyalom.

Az 5.4. ábra a legjobban illeszked˝o északi helikális jetet (folytonos vonallal jelölve), az1,4

5.3. Interpretáció 67