polws2011_t26_sasada

かなた望遠鏡を用いたブレーザーの
可視偏光変動の研究
笹田真人（広島大学）
ブレーザーの観測的特徴
• 光度の変動
– 早く激しい光度変動を示す→変動タイムスケール：数分～年
• 広帯域放射
– 電波からガンマ線に至る放射
– 放射機構：シンクロトロン放射、逆コンプトン散乱放射
• 高い偏光と変動
– 電波から可視にかけて高い偏光とその変動
PD (%)
R (mJy)
Villforth+ 2010
16
12
8
4
0
30
OJ 287
20
10
0
Dec 2005
Dec 2006
Dec 2007
Dec 2008
目的
• シンクロトロン放射の偏光方向は磁場方向に
垂直
→ ブレーザーを偏光観測することによりジェットの
磁場構造の情報を直接得ることができる
• 可視偏光観測装置は希少
→ ブレーザーの連続的な偏光観測例は少ない
多数のブレーザーを長期で連続的に偏光観測し、
変動機構と磁場構造の関係を明らかにする
観測機器
• かなた望遠鏡
– 大学付設により占有可能
→ 連続的なモニター観測
が可能
• TRISPEC
– 可視光、近赤外観測
– 偏光撮像観測モード
TRISPEC
偏光ベクトルの回転
• アウトバースト中に偏光ベク
トルが約360度回転
• 活動的な時期には逆方向に
回転を検出（約270度）
8
6
4
2
25
偏光度 (%)
• アウトバーストのピーク時に
偏光度が2%とアウトバース
ト中でもっとも低い
→ その後上昇し22%へ到
達
偏光方位角
(deg)
• アウトバーストが存在
光度 ×10^-11
(erg/s/cm^2)
2009年の3C 454.3
20
15
10
5
-100
-300
-500
-700
-900
5000
5100
JD - 2450000
2009年以外にも偏光ベクトルの回転を検出
5200
複数の回転の検出；3C 454.3
 2005〜2009年において5回の
回転を検出
2005 outburst
2007 outburst
 回転達において時計、反時計
回りの両方が存在
 偏光ベクトルの回転率はそれ
ぞれ 8.7, 22, -5, -26 , 9.2
(deg/day)
(2005, 2007, 2008, 2009)
2008 outburst
Jorstad + 2010
First rotation
Sasada+ 2010
Second rotation
偏光の回転の解釈
• 偏光ベクトルの回転から螺旋磁場が示唆される
(Marscher+ 08)
• 両方向の回転を説明するためにBent jet modelが提唱
(Abdo+ 10)
問題点
螺旋磁場：両方の回転方向で回転が観測
Bent jet：400度以上一定の回転率
フレアと偏光
観測天体と期間
• ブレーザー44天体のモニター観測
– 過去に例のない多天体モニターを計画、実施
• 観測期間：2008年5月～2010年12月
1ES 0323+022
4C 14.23
ON 325
PKS 1749+096
1ES 0647+250
4C 49.22
OQ 530
PKS 2155-304
1ES 0806+524
AO 0235+164
PG 1424+240
QSO 0324+341
1ES 1959+650
BL Lacertae
PG 1553+113
QSO 0454-234
1ES 2344+514
H 1722+119
PKS 0048-097
QSO 0954+550
1H 0323+342
Mis V1436
PKS 0215+015
QSO 1239+044
3C 273
Mrk 421
PKS 0422+004
RX J1542.8+6129
3C 279
Mrk 501
PKS 0754+100
S2 0109+224
3C 371
OJ 287
PKS 1222+216
S4 0954+65
3C 454.3
OJ 49
PKS 1502+106
S5 0716+714
3C 66A
ON 231
PKS 1510-089
S5 1803+784
Case study; PKS 1510-089
仮説
短期間のフレアにおいて
光度と偏光は普遍的に
相関して変化する
偏光度
(%)
方位角
(deg)
• 2009年から観測を開
始
• 光度が10倍増光する
20日以内の大フレア
を検出
• フレアに相関して偏光
度が上昇
光度
20日
Sasada+ 2011
フレアの定義
Flux
PD
Time
Time
2.
検出したピークの前後10日をピーク範囲として定義
1. 光度曲線のピークの検出
3.
もしピーク範囲において検出したピークがもっとも
–高い場合、フレアのピークとして定義
範囲内のデータが5点以下の場合棄却
検出したフレア
•
•
•
•
観測天体数 44天体
総フレア数 166個
フレア検出天体 29天体
光度が二倍以上変化した大フレア 28個
• 大フレアを検出した天体 12天体
• 大フレアの光度と偏光度の相関（相関係数で判断）
（正, 負, 有意な相関なし）= （13, 5, 10）
正、負の相関のフレアで原点の位置が異なる
→ 長期的な成分によって相関が変化する
フレアの振幅
Flux
PD
Time
光度と偏光度の最大と最小の比と差を振幅とする
 長期的に変動する成分を差し引く
Time
偏光度振幅 (Pmax – Pmin)
光度と偏光度振幅の相関
正の相関が存在
r=0.62±0.05
光度比 (Fmax / Fmin)
フレア放射領域の磁場
• フレアの光度と偏光度の振幅には正の相関
→ フレアによって偏光が変化
各フレアが固有の偏光ベクトルを持つ
→ フレアの放射領域の磁場は揃っている
① 発生した衝撃波によって
圧縮された磁場が揃う
Laing 1980
圧縮される前
圧縮された後
② 磁場の揃った局所からの放射
まとめ
 ブレーザー44天体の多色偏光モニター観測
を実施
 光度が20倍に達するような大振幅のフレア
を検出
 44天体で166個のフレアを検出
 フレアの光度と偏光度の振幅には正の相関
→ フレアは固有の偏光ベクトルを持つ

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