Diapositiva 1

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Jets en AGN Observaciones

• Índice
• Estructura interna
• Movimientos superlumínicos
• Naturaleza de las componentes
• Interacción del jet con el medio externo

José L. Gómez Instituto de Astrofísica de
Andalucía (CSIC) Institut dEstudis Espacials de
Catalunya/CSIC
Cursos de Verano 2003 Universidad de Alcalá
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Jets en AGN observaciones
Jet Relativistas en AGN

• Estos se propagan hasta distancias mucho mayores
  que la propia galaxia que los contiene
• Cubren 10 ordenes de magnitud en distancia,
  desde las regiones más internas hasta su
  interacción con el medio intergaláctico
• Vamos a analizar algunas de sus propiedades
  observacionales comenzando por las regiones más
  internas

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Estructura interna
3C120 VLBA 1.66 GHz
Walker et al. (2002)
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Estructura interna
3C111 VLBA a 7 mm
Marscher et al. (2002)
5
Estructura interna
1803784 VLBA a 7 mm
Marscher et al. (2002)
6
Estructura interna
Marscher et al. (2002)
7
Estructura interna
Marscher et al. (2002)
8
Estructura interna
Microcuásar GRO J1655-40. VLBA 1.66 GHz
Hjellmin y Rupen (1995)
9
Estructura interna
Walker et al. (2002)
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Estructura interna
Gómez et al. (2000)
Radio Galaxia 3C120
Secuencia de imágenes de radio continuo tomadas
con el VLBA a 22 GHz (1.3 cm), proporcionando una
resolución de 0.6?0.3 mas. Esta secuencia de 16
imágenes tomadas con una periodicidad mensual
(durante 1998-9) han permitido uno de los
análisis más detallados de la estructura interna
de jets en AGN.
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Estructura interna
Gómez et al. (2000)
Radio Galaxia 3C120
Para analizar los cambios en la estructura del
jet las componentes se ajustan a perfiles
Gaussianos, obteniendo estimaciones del flujo,
tamaño y posición de las distintas componentes.
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Estructura interna
Gómez et al. (2000)
Radio Galaxia 3C120
Podemos analizar el movimiento de las componentes
a lo largo del casi año y medio de observaciones
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Estructura interna
Gómez et al. (2000)
Radio Galaxia 3C120
Podemos analizar el movimiento de las componentes
a lo largo del casi año y medio de observaciones
La componente se mueve unos 2.4 mas
En unos 1.37 años
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Moviemientos Superlumínicos
Movimiento superlumínico

• La determinación de velocidades proyectadas en el
  plano del cielo mayores que la velocidad de la
  luz, movimiento superlumínico, es debida
  únicamente a que
• La velocidad de la luz es finita
• La fuente de emisión se mueve a velocidades
  cercanas a la de la luz
• La dirección de movimiento es cercana a la de la
  visual

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Moviemientos Superlumínicos
Movimiento superlumínico

• La determinación de velocidades proyectadas en el
  plano del cielo mayores que la velocidad de la
  luz, movimiento superlumínico, es debida
  únicamente a que
• La velocidad de la luz es finita
• La fuente de emisión se mueve a velocidades
  cercanas a la de la luz
• La dirección de movimiento es cercana a la de la
  visual

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Moviemientos Superlumínicos
Movimiento superlumínico
El observador mide por tanto una velocidad
aparente en el plano del cielo de Para
tendremos ßapgt1
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Moviemientos Superlumínicos
Movimiento superlumínico
El observador mide por tanto una velocidad
aparente en el plano del cielo de Para
tendremos ßapgt1
Podemos estimar para que ángulo se obtiene el
valor máximo de ßap haciendo de donde se tiene
que
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Moviemientos Superlumínicos
Movimiento superlumínico
El observador mide por tanto una velocidad
aparente en el plano del cielo de Para
tendremos ßapgt1
Dada una velocidad aparente ßap podemos calcular
la cota superior al ángulo de visión Este se dará
para ß1, y por tanto Por ejemplo, para ßap4
se tiene que ?sup 28
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Moviemientos Superlumínicos
Movimiento superlumínico
El observador mide por tanto una velocidad
aparente en el plano del cielo de Para
tendremos ßapgt1
El valor de ß minimo (ßmin) necesario para
obtener un ßap dado se obtiene haciendo
, es decir Por ejemplo,
para ßap4 se tiene que ßmin0.97
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Naturaleza de las componentes
Dos tipos fundamentales
Superlumínicas El modelo actual (Königl 1980
Marscher y Gear 1985) supone que estas
componentes están asociadas con ondas de choque
que se desplazan con el fluido del jet.
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Naturaleza de las componentes
Dos tipos fundamentales
Superlumínicas El modelo actual (Königl 1980
Marscher y Gear 1985) supone que estas
componentes están asociadas con ondas de choque
que se desplazan con el fluido del jet.
Las ondas de choque por tanto deben aparecer como
regiones de mayor emisión (también quizás en
polarización)
Esto puede producir un reordenamiento del campo
magnético y por tanto un aumento del grado de
polarización.
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Naturaleza de las componentes
Dos tipos fundamentales

• Estacionarias
• Estas pueden ser de dos tipos
• Producidas por un choque estacionario en el jet,
  generalmente un choque de recolimación
• Asociadas con una curvatura en el jet que lo
  orienta más favorablemente hacia el observador

Estas componentes producidas por cambios en la
orientación del jet se mantendrán estacionarias
mientras que lo sea la propia geometría del jet
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Naturaleza de las componentes
Choques de recolimación

• Observaciones de 3C279 con el VLBA a una
  frecuencia de 22 GHz

Podemos apreciar una componente que presenta un
movimiento en sentido contrario al del fluido del
propio jet. Como veremos más adelante, esto es
posible en caso de que esta componente
corresponda a un choque de recolimación
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Naturaleza de las componentes
Gómez et al. (2001)
Componentes de arrastre

• La estructura más interna del jet en 3C120
  observado con la máxima resolución (0.15 mas
  VLBA 43 GHz) muestra la aparición de componentes
  de arrastre

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Naturaleza de las componentes
Componentes de arrastre

• La estructura más interna del jet en 3C120
  observado con la máxima resolución (0.15 mas
  VLBA 43 GHz) muestra la aparición de componentes
  de arrastre

• La cabeza de la componente (o102) se mueve con
  una velocidad constante de 4.4 c

• Componentes de arrastre subluminales aparecen
  siguiendo a la componente principal

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Interacción del jet con el medio externo
Los jets se propagan por un medio rico en nubes
densas de alta velocidad. Aunque no se conoce
bien cual es el factor de llenado, si que hay
fuertes evidencias de interacciones del jet con
las nubes, determinando las propiedades de ambos
Jet
Nubes
Simulaciones numéricas (Steffen et al. 1997),
muestran como el jet colisiona con las nubes,
algunas son destruidas, mientras las más densas
dan lugar a las líneas de emisión anchas típicas
de la región NLR.
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Interacción del jet con el medio externo
El BL Lac 0735178
Gabuzda et al. (2001)
Observaciones con el VLBA a 15 GHz muestran una
estructura con dos fuertes curvaturas de unos 90
en la región más interna de este jet.
Observaciones con VLBI espacial (VSOP) a 5 GHz,
proporcionando una resolución muy similar (0.4
mas), nuestran una curvatura mucho menos
pronunciada.
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Interacción del jet con el medio externo
El BL Lac 0735178
Gabuzda et al. (2001)
Región ópticamente gruesa
Mapa de índice espectral
Interacción del jet con el medio externo podría
explicar la curvatura así como el aumento de
opacidad debido a la onda de choque producida en
la colisión.
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Interacción del jet con el medio externo
El cuásar 3C273
Zavala y Taylor (2001)
8-15 GHz
43-15 GHz
Valores altos de rotación de Faraday, y además
variables con el tiempo, se han observado
recientemente en múltiples fuentes
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Interacción del jet con el medio externo
El cuásar 3C279
Zavala y Taylor (2001)
8-15 GHz
12-43 GHz
Valores altos de rotación de Faraday, y además
variables con el tiempo, se han observado
recientemente en múltiples fuentes
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Interacción del jet con el medio externo
3C120 observado con el VLBA
Evidencias de interacción con una nube de
propiedades intermedias a las de las regiones BLR
y NLR
Gómez et al. (2003)
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Interacción del jet con el medio externo
Interacción a gran escala
Cygnus A
La mayor interacción del jet con el medio externo
tiene lugar en la zona terminal, donde se abre
camino entre el medio intergaláctico. En estas
zonas se produce un fuerte choque entre el jet y
el medio externo. Este produce un brusco aumento
de la densidad y energía del jet, dando lugar a
una intensa emisión. Estas regiones se conocen
como puntos calientes
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Interacción del jet con el medio externo
Interacción a gran escala
3C83.1
La mayor interacción del jet con el medio externo
tiene lugar en la zona terminal, donde se abre
camino entre el medio intergaláctico. En estas
zonas se produce un fuerte choque entre el jet y
el medio externo. Este produce un brusco aumento
de la densidad y energía del jet, dando lugar a
una intensa emisión. Estas regiones se conocen
como puntos calientes
3C83.1 se mueve a través del medio intergaláctico
del cúmulo de Perseo con una velocidad de 2000
Km/s, lo que hace que sus jets se curven debido a
la presión del gas.