かなた望遠鏡・ Swift/XRT,UVOT ・MAXI による Mrk 421 の長期観測

伊藤亮介、深沢泰司広島大学

ブレーザー天体 Mrk 4212012 年現在、最も良く多波長観測の進んでいる天体

電波から TeV ガンマ線までの多波長スペクトル時間平均スペクトルは、One – Zone SSC モデルでよく再現できる。 多波長同時観測による、光度変動機構解明を目指す。

波長 [Hz]

可視光

軟 X線

Abdo+11

TeV, X 線帯域で、非常に速い (~10 分 ) 時間変動が知られているが、GeV 領域で変動は小さく、その増光メカニズムは十分に分かっていない。

Optical polarization of Mrk 421 (Tosti+98)

Mrk421可視偏光先行研究• 一般に HSP(High-Synchrotron Peaked Blazar) の可視偏光度は低い (Ikejiri et al. 2011)• Mrk 421 は過去に高い偏光度が観測されたことのある HSP でも特異な天体 (Tosti et al. 1998)

多波長観測によるシンクロトロン放射スペクトル決定＋同時に偏光観測

かなた望遠鏡　 HOWPol

Swift /XRT, UVOT

0.2 keV – 10 keV X 線可視・紫外線 (V,B,U,UW1,UM2,UW2)

ISS / きぼう / MAXI

1.5-20 keV X 線全天モニター観測

R, V band+ 偏光

MAXI/Flux(1.5-20 keV)

XRT/Index

XRT/Flux(0.2-10keV)

UVOT, Kanata/Flux (UVW2, UVM2, UVW1, R, V)

UVOT, Kanata/Color (UVW2-UVW1, R-V)

Kanata/Polarization degree (R, V)

Kanata/Polarization Angle (R, V)

2010 Jan. 2011 Jan.preliminary

多波長ライトカーブ

X-ray inactive state (2011)

X-ray active state (2010)

偏光度の変動 (~ 6%).偏光度の X 線・可視光光度との相関は見られない偏光方位角はほぼ一定 (-50 ~ 0 deg) .

可視光度変動のタイムスケールは 2010年のものより速いX 線での光度変化はほとんど見られない偏光度はほとんど変化していないが、偏光方位角の変動は大きい (0 – 150deg).

2010 Jan. 2011 Jan.MAXI/Flux

XRT/Flux

Optical – UV/Flux

PD

PA

XRT/Index

Optical color

ライトカーブの傾向

Systematical changes of Polarization

X-ray active and inactive state において、 QU 平面上で平均的に偏光ベクトルは第四象限に位置 ( 図中青点は前半観測の平均点 ;PD=4%, PA=-20deg)

Origin of QU plane

Stokes Parameter Q

Stok

es P

aram

eter

U

+

PD

Optical

X-ray

preliminary

2010 年：偏光方位角があまり変化せず、偏光度も高めの値2011 年：偏光方位角はバラバラ偏光度低め

Variability of SED

PD

Optical

X-ray X 線帯域では大きなスペクトル変化可視帯域では光度変化は顕著だが、スペクトルの傾きに大きな変化はない

preliminary

議論

赤 青B [G]

D

R [cm]

Ke [erg/s]

Rc ()

P

一領域からの単純なシンクロトロン放射を仮定。下表の 6 パラメータをフリーパラメータとしてフィッティング磁場、電子スペクトルのカットオフ位置の移動 ( 高エネルギー電子注入 ?) により、 X 線帯域で大きく変動が引き起こされていることが示唆される。同時期に偏光度の変化がみられることも、同様に磁場変化を示唆している

X 線活動期 (2010 年 )SED 変化

赤 青B [G]D R [cm]Ke [erg/s]Rc ()P

X 線非活動期 (2011 年 )SED 変化

磁場、電子スペクトルカットオフ位置に変化は見られない。電子スペクトルの Normalization, ベキの値の変化によって可視光度、 X 線光度が変化 ?

まとめ

かなた望遠鏡・ Swift 衛星・ MAXI により、 Mrk 421 の多波長・偏光同時観測を実施 X 線帯域で放射が活動的とそうでない時期が存在

• X 線活動期においては、偏光の変動も活発• そうでない時期では、偏光は QU 平面上でほぼ原点付近に位置

一領域からの単純なシンクロトロン放射を仮定し、それぞれの時期での SED を　　　　フィッティングすることにより、ジェットパラメータの変化を調査• X 線活動期では、磁場、高エネルギー電子注入による SED 変化が示唆される• そうでない時期に関しては、電子スペクトルの Norm, ベキが変化していることが示唆される。