Глядя в пыльное зеркало (поляризация в ядре Mrk 6)
Очень хороший текст Леши Моисеева о достижениях своей обсерватории.
Оригинал взят у moisav в Глядя в пыльное зеркало - поляризация в ядре Mrk 6
Новость уже почти месяц висит на сайте обсерватории, но все никак не мог собраться написать анонс. Во многом потому, что выставленный текст сложен для популярного прочтения:
На основе измерений параметров Стокса в континууме и широкой эмиссионной линии водорода 0.6563 нм, полученных на 6-м телескопе для сейфертовской галактики Mkn6, обнаружено вековое изменение поляризации в контуре линии водорода, определено запаздывание между потоком в континууме и поляризованным излучением в континууме (менее 2 дней), что соответствует размеру области, где происходит поляризация континуума, меньше 0.001 парсека. Запаздывание излучения в линии водорода при этом составило около 20 дней. Анализ данных на плоскости параметров Стокса показывает, что поляризация в континууме обусловлена излучением аккреционного диска и релятивистского джета, а в широких линиях водорода - рассеянием на газово-пылевом торе. Впервые показано, что анализ зависимости угла плоскости поляризации от скорости в контурах линий водорода, обусловленных излучением газа в области образований широких линий вблизи массивного ядра активной галактики, позволяет непосредственно из наблюдений определить тип движений в области образований широких линий, которые в случае Mkn6 оказались кеплеровскими на расстояниях меньше 0.02 парсека от ядра. Определенный при этом нижний предел массы сверхмассивной черной дыры в ядре галактики Mkn6 равен 150 миллионов масс Солнца.
Напомню, как по современным представлениям, устроена "центральная машина" галактического ядра. В центре - сверхмассивный объект (не всем нравится термин "черная дыра", но по другому наблюдаемую концентрацию. массы объяснить сложно). При благоприятных условиях, окружающий газ формирует вокруг него аккреционный диск, из которого вещество постепенно падает внутрь. Диск вращается быстро, слои газа "трутся" и разогреваются так, что светят в рентгене, перпендикулярно к нему формируются истечения-джеты. А все-это великолепие окружено более холодным газом и пылью - пылевым тором (картинки художника отсюда и отсюда):
Проблема в том, что видимые размеры центральной машины в большинстве активных галактик слишком малы для прямых наблюдений. Пылевые торы иногда удается с трудом разглядеть методами оптической интерферометрии, радиоинтерферометры позволяют рассмотреть релятивистские струи... Но вот о поведении самого диска и окружающего газа, в частности измерение скорости вращения на разных расстояниях (а следовательно - о массе центрального объекта) приходится судить по более косвенным признакам - моделируя форму эмиссионных линий или используя эхокартирование, т.е. изучая запаздывание в переменности яркости между непрерывным спектром (сигнал от ядра) и линиями (газовые облака, вращающиеся вокруг). Но здесь приходится вводить ряд допущений о геометрии области и т.д. В результате, есть заметное рассогласование в оценках масс из звезднодинамических моделей, к которым тоже много вопросов (о проблемах с массами черных дыр в ядрах галактик как-то уже писал).
Дополнительным источником информации является изучение спектра поляризованного излучения, в данном случае, это свет центральной области, отраженный от пылевого тора (этакое пыльное, кривое, да еще шершавое зеркало). Этот канал информации очень интересен, так как поляризация тесно связана с геометрией внутренней области, направлением и величиной магнитного поля и т.д. и т.п. Но изучать поляризованный оптические спектры активных ядер не просто. Света нужно собрать много (процент поляризации не велик), а главное - убрать паразитное влияние таких факторов, как собственная поляризация/деполяризация инструмента и влияние межзвездной среды, тоже портящей сигнал. Наш новый спектрограф SCORPIO-2 позволяет выполнять на 6-м теолескопе такие наблюдения, соответствующая методика подробно описана коллегами
Виктор Афанасьев (разработчик прибора и первый автор статьи), Алла Шаповалова и Николай Борисов выполнили серию наблюдений активной галактики Маркарян 6. В интерпретации наблюдений помогли сербские коллеги Лука Попович и Драгана Илич. В результате, удалось не только сделать ряд выводов о структуре излучающей области, но и реализовать принципиально новый способ измерения массы черной дыры, по спектру поляризованной компоненты бальмеровских линий. При этом оказалось возможным проверить закон изменения скорости вращения с радиусом и убедиться, что он кеплеровский, т.е. доминирует гравитация центрального компактного объекта. Метод опять-такии основан на идее отражения света, излучаемого диском от тороидального зеркала:
Пояснения - в статье, которая уже приянта к печати в MNRAS, а также доступна в виде препринта: http://arxiv.org/abs/1310.1179
Оригинал взят у moisav в Глядя в пыльное зеркало - поляризация в ядре Mrk 6
Новость уже почти месяц висит на сайте обсерватории, но все никак не мог собраться написать анонс. Во многом потому, что выставленный текст сложен для популярного прочтения:
На основе измерений параметров Стокса в континууме и широкой эмиссионной линии водорода 0.6563 нм, полученных на 6-м телескопе для сейфертовской галактики Mkn6, обнаружено вековое изменение поляризации в контуре линии водорода, определено запаздывание между потоком в континууме и поляризованным излучением в континууме (менее 2 дней), что соответствует размеру области, где происходит поляризация континуума, меньше 0.001 парсека. Запаздывание излучения в линии водорода при этом составило около 20 дней. Анализ данных на плоскости параметров Стокса показывает, что поляризация в континууме обусловлена излучением аккреционного диска и релятивистского джета, а в широких линиях водорода - рассеянием на газово-пылевом торе. Впервые показано, что анализ зависимости угла плоскости поляризации от скорости в контурах линий водорода, обусловленных излучением газа в области образований широких линий вблизи массивного ядра активной галактики, позволяет непосредственно из наблюдений определить тип движений в области образований широких линий, которые в случае Mkn6 оказались кеплеровскими на расстояниях меньше 0.02 парсека от ядра. Определенный при этом нижний предел массы сверхмассивной черной дыры в ядре галактики Mkn6 равен 150 миллионов масс Солнца.
Напомню, как по современным представлениям, устроена "центральная машина" галактического ядра. В центре - сверхмассивный объект (не всем нравится термин "черная дыра", но по другому наблюдаемую концентрацию. массы объяснить сложно). При благоприятных условиях, окружающий газ формирует вокруг него аккреционный диск, из которого вещество постепенно падает внутрь. Диск вращается быстро, слои газа "трутся" и разогреваются так, что светят в рентгене, перпендикулярно к нему формируются истечения-джеты. А все-это великолепие окружено более холодным газом и пылью - пылевым тором (картинки художника отсюда и отсюда):
Проблема в том, что видимые размеры центральной машины в большинстве активных галактик слишком малы для прямых наблюдений. Пылевые торы иногда удается с трудом разглядеть методами оптической интерферометрии, радиоинтерферометры позволяют рассмотреть релятивистские струи... Но вот о поведении самого диска и окружающего газа, в частности измерение скорости вращения на разных расстояниях (а следовательно - о массе центрального объекта) приходится судить по более косвенным признакам - моделируя форму эмиссионных линий или используя эхокартирование, т.е. изучая запаздывание в переменности яркости между непрерывным спектром (сигнал от ядра) и линиями (газовые облака, вращающиеся вокруг). Но здесь приходится вводить ряд допущений о геометрии области и т.д. В результате, есть заметное рассогласование в оценках масс из звезднодинамических моделей, к которым тоже много вопросов (о проблемах с массами черных дыр в ядрах галактик как-то уже писал).
Дополнительным источником информации является изучение спектра поляризованного излучения, в данном случае, это свет центральной области, отраженный от пылевого тора (этакое пыльное, кривое, да еще шершавое зеркало). Этот канал информации очень интересен, так как поляризация тесно связана с геометрией внутренней области, направлением и величиной магнитного поля и т.д. и т.п. Но изучать поляризованный оптические спектры активных ядер не просто. Света нужно собрать много (процент поляризации не велик), а главное - убрать паразитное влияние таких факторов, как собственная поляризация/деполяризация инструмента и влияние межзвездной среды, тоже портящей сигнал. Наш новый спектрограф SCORPIO-2 позволяет выполнять на 6-м теолескопе такие наблюдения, соответствующая методика подробно описана коллегами
Виктор Афанасьев (разработчик прибора и первый автор статьи), Алла Шаповалова и Николай Борисов выполнили серию наблюдений активной галактики Маркарян 6. В интерпретации наблюдений помогли сербские коллеги Лука Попович и Драгана Илич. В результате, удалось не только сделать ряд выводов о структуре излучающей области, но и реализовать принципиально новый способ измерения массы черной дыры, по спектру поляризованной компоненты бальмеровских линий. При этом оказалось возможным проверить закон изменения скорости вращения с радиусом и убедиться, что он кеплеровский, т.е. доминирует гравитация центрального компактного объекта. Метод опять-такии основан на идее отражения света, излучаемого диском от тороидального зеркала:
Пояснения - в статье, которая уже приянта к печати в MNRAS, а также доступна в виде препринта: http://arxiv.org/abs/1310.1179