VERA (GENJI)/KaVA/VLBAで探る
3C84ジェットの電波構造および超光速運動

M2 平野あゆみ（山口大学）
新沼浩太郎、藤沢健太（山口大学）
永井洋、秦和弘（国立天文台）
紀基樹（工学院大学/国立天文台）
GENJI collaboration

電波銀河

3C 84

Perseus A
NGC 1275の電波源

z=0.0176
MBH=3.4 108MSUN(Wilman et al. 2005)
1mas = 0.35pc =6000Rs
HST image of NGC 1275
Image courtesy of NASA, ESA, and M. Livio (STScI)

電波銀河

3C 84

• ガンマ線検出天体• 1980年以降、電波帯では減少傾向• 2005年を境に増光→新たなジェット成分：C3Abdo et al. 2011

1pc

1pc

(a)JVN 8 GHz , (b)-(o)VERA 22 GHz image

Nagai et al. 2010

電波銀河

3C 84

• コアから0.7pcに至る領域に二股リ100ム構造が見える(Nagai et al. 2014)200• ホットスポット(C3)の速度

θ=18 (Tavecchio et al. 2014)
θ=25 (Abdo et al. 2009)
θ=65 (Fujita & Nagai 2017)

500

コア

0.0

~0.3c (Hiura et al. 2018)

ジェット

-0.5

MilliArc seconds• ジェット視線角は諸説

400

1.0

0.5

ジェット上流部の速度は未測定

300

-1.0

-1.5

-2.0

-2.5

ホットスポット-3.0

0.35pc
-3.5
1.5

1.0

0.5

0.0
-0.5
MilliArc seconds

-1.0

-1.5

3C 84 VLBI data
観測データは高頻度かつ長期的- VERA 22GHz (GENJI)
2007.10 - 2013.12 by Hiura + 20182014.1 - 2018.6 by Hirano + in prep.

- KaVA 43GHz
2015.8 - 2018.6 by Kino, Niinuma + in prep.

- VLBA 43GHz (Boston U.)
2010.11 - 2019.2

GENJI programme- Gamma-ray Emitting Notable-AGN
monitoring by Japanese VLBI▪AGNにおけるガンマ線放射領域の探査
ガンマ線放射機構の解明▪VERA 22 GHz
1天体あたり1~2週間に一度の高頻度モニタリング

TargetM87 / BL Lac / PKS1510-089 / OJ287 / CTA102 /NRAO530 / 3C454.3 / 3C84 / DA55 / DA406

VERA角度分解能〜 1.2 mas @22GHzVERA data results
30

Fermi LAT (0.1-300GeV)

-7

-2 -1

Flux [10 ph cm s ]25

C1

0.35pc

10

0

C2

C3

15

5

25
Flux density [Jy]

C4

20

20
15

C3:2014to2018
C3:2007to2013
C4:2014to2018
C4:2010to2018
C2:2014to2018
C2:2007to2013
C1:2014to2018
C1:2007to2013

10
5
0
54000

- VERA 22GHz (GENJI)
2007.10 - 2013.12
by Hiura +2018

2014.1 - 2018.6
by Hirano

54500

55000

55500

56000
56500
MJD [day]

57000

57500

58000

58500

- Gamma-ray
2008年以降、Fermi衛星により検出
C3の強度変動のみでは説明できない

VERA data results
0.5
C1
C2(H18)C3(H18)C4(H18)
C2
C3
C4

C1
0

C1
C2

C3
0.35pcC3

C2-1
Flux density [Jy]

C4

C4

-0.5

-1.5

-2

-2.5

- VERA 22GHz (GENJI)
2007.10 - 2013.12
by Hiura +2018

2014.1 - 2018.6
by Hirano

C3 ﬂip motion(Kino + 2018)

-3

-3.5
1.5

1

0.5

0
MJD [day]

-0.5

-1

-1.5

VERA data results
0.5
C1
C2(H18)C3(H18) -0.6
C4(H18)
C2
C3
C4 -0.8

0

-0.5
-1

C3

Declination [mas]C2

Flux density [Jy]

C4

C1

-1

-1.5

-1.2

-1.4

-2

-1.6

-2.5

-1.8

0.35pc2014to2015

-2

-3

0.7

0.6

0.5

0.4 0.3 0.2 0.1
Right ascension [mas]0-0.1 -0.2

-3.5
1.5

- VERA 22GHz (GENJI)
2007.10 - 2013.12
by Hiura +2018

2014.1 - 2018.6
by Hirano

1

0.5

0
MJD [day]

-0.5

-1

-1.5

- C4の特異な動き
2014 - 2015年で3週間のタイムスケール
で0.1pcほどのふらつき
High resolution data VLBAVLBA image movie- VLBA 43GHz
2010.11 - 2019.2
by Boston U.

Declination [mas]• clean image (79epoch)• beam size
0.16mas 0.3mas ,3.5

• エポック間を線形で繋ぐ

コアから0.7 pc南へ至る領域で複数の短命なノットが生じている
Right ascension [mas]ジェットが非常に速く流れているように見えるVLBA 強度差分マップ• 2014年1 - 12月, 8epochで強度平均マップ作成：task COMB (AIPS)• 2014年12月以降のcleam imageから平均マップを差し引いて差分マッ
プ作成• 全epochの平均rms値から決定した3σ (3*5.233E-03)以上で作成• 差分マップ上で50mJy/beam以上のノットにガウシアンモデルﬁtting：task JMFIT (AIPS)

コア
リム成分

0.35pc

平均マップ

0.35pc

差分マップ：2015/5/11

VLBA 強度差分マップ• 2014年1 - 12月, 8epochで強度平均マップ作成：task COMB (AIPS)• 2014年12月以降のcleam imageから平均マップを差し引いて差分マッ
プ作成• 全epochの平均rms値から決定した3σ (3*5.233E-03)以上で作成• 差分マップ上で50mJy/beam以上のノットにガウシアンモデルﬁtting：task JMFIT (AIPS)- リム成分：L1
130日で0.2pc南へ運動している
2015/5/11

2015/6/9

2015/7/2

2015/8/1

2015/9/22

0mas

L2
L1

VLBA 強度差分マップ

成分同定）• 100 - 200日ほどで検出感度以下まで暗
くなる

L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7

0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.2

Declination [mas]（連続する3枚以上で

L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7

-0.4
-0.6
-0.8
-1
-1.2

Peak intensity [Jy/beam]• 7成分検出

Right ascension [mas]

0.6

-1.4
1

L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7

0.8
0.6
0.4
0.2
0
57200

57400

57600

57800
MJD [day]

58000

58200

58400

0

VLBA 強度差分マップ• 100 - 200日ほどで検出感度以下まで暗くなる• 超光速運動する成分検出(βapp〜1-4)

0.2

0.4

L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7

0.4
Distance from core [mas]

成分同定）

0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6

0.6

0.8

1

-0.2
Declination [mas]（連続する3枚以上で

-0.4

L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7

1.2

-0.6
-0.8

1.4

-1
57200

-1.2
Peak intensity [Jy/beam]• 7成分検出

Right ascension [mas]

0.6

L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7

57400

57600

57800

58000

58200

58400

MJD [day]

-1.4
1

L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7

0.8
0.6
0.4
0.2
0
57200

57400

57600

57800

58000

58200

58400

MJD [day]

No.
βapp

L1

L2

L3

L4

L5

L6

L7

1.91 0.31 0.69 0.19 2.77 0.61 0.86 0.17 4.0 0.86 1.58 0.02 2.30 0.35β(θ=25 )

0.87

0.66

0.94

0.72

0.99

0.85

0.92

δ

2.3

1.7

2.3

2.0

1.4

2.3

2.4

Discussion

100

200

300

400

500

1.0

1. C4とリム成分

0.5

C4(VERA)のふらつきの原因

で分解できないリム成分(VLBA)が混在→複数成分における輝度重心の変動

MilliArc seconds

VERAの角度分解能(22GHz；1.2mas)

-1.0

0.7

-0.5

pc

0.0

-1.5

-2.0

2. 超光速運動

3C84では初検出!

L3の場合：
実距離0.54pc (θ=25 , 1mas=0.35pc)

-2.5

-3.0

0.35pc-3.5
1.5

見かけの速度βapp=2.77
0.93 104Rsの領域でβ=0.94まで加速されている

1.0

0.5

0.0
-0.5
MilliArc seconds

-1.0

-1.5

sha1_base64="t8RUFsU8eXoUO23+llAh/28bwA0=">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</latexit>

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sha1_base64="eChnDjPTkiwrPX4yNZwcoslyc4g=">AAACuHichVFNTxNBGH5YUbGoVLyYeGloMBhiM0tQFowJCReO0FogYbHODtN2wuxHZqeNuOkf8A948KQJIcRf4NmLf4ADJ68Sjph48eDbbaMxBH03O/PM877PO8/MBIlWqWXsZMS5Mnr12vWxG4Xxm7duTxTvTG6kcccIWRexjs1WwFOpVSTrVlkttxIjeRhouRnsrfTzm11pUhVHz+1+IndC3opUUwluiWoUa9VnvpZNO+M3DReZO+sH0vKSb+Urm4k47fm2TUQvcx9dkvGNarXtwxeZz3XS5rNhr1Ess8ri4rz32CsR8J547lzJrbA8foMyhrEWFw/hYxcxBDoIIRHBEtbgSOnbhguGhLgdZMQZQirPS/RQIG2HqiRVcGL3aGzRanvIRrTu90xztaBdNP2GlCVMs2N2xM7ZF/aRnbKfl/bK8h59L/s0BwOtTBoTb+7VfvxXFdJs0f6j+qdniya83Ksi70nO9E8hBvru67fntaXqdPaAfWBn5P89O2Gf6QRR97s4WJfVdyjQA1y47otgY67isoq7Pl9efjp8ijHcxxRm6L4XsIxVrKFO+37CV3zDqbPkvHRajhqUOiNDzV38FY75BW1FrFA=</latexit>

sha1_base64="eChnDjPTkiwrPX4yNZwcoslyc4g=">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</latexit><latexit

sha1_base64="eChnDjPTkiwrPX4yNZwcoslyc4g=">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</latexit><latexit

sha1_base64="eChnDjPTkiwrPX4yNZwcoslyc4g=">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</latexit><latexit<latexit

Discussion

3. ジェット視線角度の制限

jet-counter jetの輝度比R(Fujita & Nagai 2017)

R=✓
1 + cos✓
1
cos✓
◆↵+m

↵15 43 = 0.91
m = 2, 3• R=1.8 for m=2• R=2.1 for m=3• Robs=45 at 43GHz(L5)4.0(L3)2.77(L7)2.30(L1)1.91(L6)1.58(L4)0.86

R=45(L2)0.69

R=2.1
R=1.8

sha1_base64="t8RUFsU8eXoUO23+llAh/28bwA0=">AAAChHichVFLLwNRFP6Mdz1abCQWGg2xoDnTFi0hEhtLryJRaWbGpRPzysy0CY2ljT9gYUUiIrb8Aht/wMJPEEsSGwtnpg2xwLm595z73fOd+91zVcfQPZ/oqUFqbGpuaW1rj3R0dnVHYz29655ddjWR12zDdjdVxROGbom8r/uG2HRcoZiqITbU/YXgfKMiXE+3rTX/wBHbprJn6bu6pvgMFWODBcVwSkqxKk+MZ9JHs+OUzMmFQsScTY2l2RdjCUZyuWx2Mi4nKbR4DcnQF5JA3Zbs2BUK2IENDWWYELDgc2xAgcdjCzIIDmPbqDLmcqSH5wJHiDC3zFmCMxRG93nd491WHbV4H9T0QrbGtxg8XWbGMUyPdE2v9EA39Ewfv9aqhjUCLQfs1RpXOMXoSf/q+78sk72P0jfrT80+dpENteqs3QmR4BVajV85PH1dnV4Zro7QBb2w/nN6ont+gVV50y6XxcoZgg/46vvvwXoqKVNSXs4k5mfqX9GGAQxhlPs9hXksYgl5vvcYN7jFndQijUlpaaKWKjXUOX34YdLcJ1C7ktQ=</latexit>

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Discussion

3. ジェット視線角度の制限

jet-counter jetの輝度比R(Fujita & Nagai 2017)

R=✓
1 + cos✓
1
cos✓
◆↵+m

↵15 43 = 0.91
m = 2, 3• R=1.8 for m=2• R=2.1 for m=3• Robs=45 at 43GHz(L5)4.0(L3)2.77(L7)2.30(L1)1.91(L6)1.58(L4)0.86

R=45(L2)0.69

R=2.1
R=1.8

θ〜30

Summary• VERA dataではジェット成分C4にふらつく様子が見え、内部構造調査のためVLBA dataを用いた• VLBA image movieでリム構造にて複数の短命な成分を発見し、強度差分マップを作成したところ超光速運動する成分を検出(βapp〜1-4)• C4のふらつきの原因は、VERAの分解能不足からリム成分が混在し成分の輝度重心が変動したものである• ジェットの速度から視線角の制限を考えた

東リム~2014.12

Future work
25

西リム
~2019

20

15

Position angle [deg]

二股リムで東西のリム輝度比がposition angle

変化しておりジェットの位置角と輝度比の関係を議論していく

10

5

0

-5

-10

東リム
~2014.12

2017

-15
55500

56000

56500

2012

57000
MJD [day]

57500

58000

58500

2014

59000

2019

Future work
25

西リム
~2019

20

15

変化しておりジェットの位置角と輝度比の関係を議論していく

10

5

0

-5

東リム
~2014.12

-10

-15
56500

100

200

57000
MJD [day]
300

57500

400

58000

500

1.0

58500

-0.4mas

2017

59000
2

20101102
20110421
20120127
20130115
2014011920150214
20160131
20170114
2018021720190203
20190208

2019

0.8

Peak Intensity [Jy/beam]

56000

Peak Intensity [Jy/beam]

55500

1

20101102
20110421
20120127
20130115
2014011920150214
20160131
20170114
2018021720190203
20190208-0.2mas

3

2.5

1.5

1

0.5

0.6

0.4

0.2
0.5

0.2mas
0.4mas
0.6mas0.8mas

0.0

-0.5

-1.0

0

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0

-0.1

-0.2

0.5

-0.6mas

0.4

0.2

2014

0

-0.2

-0.4

0.35

-0.6

20101102
20110421
20120127
20130115
2014011920150214
20160131
20170114
2018021720190203
20190208-0.8mas0.3

0.25

Peak Intensity [Jy/beam]

0.3

-2.5

0.6

20101102
20110421
20120127
20130115
2014011920150214
20160131
20170114
2018021720190203
20190208

-1.5

2012

-0.4

MilliArc seconds

0.4

-2.0

-0.3

MilliArc seconds

Peak Intensity [Jy/beam]

MilliArc seconds

Position angle [deg]

二股リムで東西のリム輝度比がposition angle

0.2

0.2

0.15

0.1

0.1

0.35pc

-3.0

0.05
0
0

-3.5
-0.1

1.5

1.0

0.5

0.0
-0.5
MilliArc seconds

-1.0

-1.5

-0.05
0.6

0.4

0.2

0
MilliArc seconds

-0.2

-0.4

-0.6

1

0.5

0
MilliArc seconds-0.5-1