S5 0716+714 – известный яркий радиоисточник, обыкновенно относимый к классу BL Lac, отличающийся необыкновенно большой переменностью во всех спектральных диапазонах: изменения блеска в оптике достигают 5^m на длинной временной шкале и 0.5^m внутри ночи.

В феврале 2018 г. на 6-м телескопе БТА САО РАН с помощью универсального спектрографа SCORPIO был проведён 9-часовой мониторинг изменения блеска и поляризации S5 0716+714. Методика наблюдений с двойным анализатором Волластона позволяет одновременно измерять три параметра Стокса I, Q и U, определяющих интенсивность и линейную поляризацию, а одновременные измерения объекта и звезды – фотометрического неполяризованного стандарта минимизируют эффекты, вносимые атмосферой – поглощение и деполяризацию. Такая методика обеспечила точность измерения поляризации около 0.1%.

Благодаря высокому временному разрешению нашего мониторинга – около 70 секунд – на QU-плоскости мы смогли разрешить переменность направления поляризационного вектора в течение ночи, при этом характерное время переключения направления электрического вектора составило примерно 1.5 часа (рис. 1). Такой же период был найден с помощью вейвлет-анализа и для переменности интегрального потока. На рис. 2 показана диаграмма «период – момент экспозиции», где контурами выделены области значимости до 95% (2σ), и усреднённая периодограмма, показывающая период переменности, равный 77±10 мин. Равенство времён, на которых происходят вариации в интегральном и поляризованном свете, указывает на то, что переменность потока и поляризации возникает при движении излучающей релятивистской плазмы в спиральном магнитном поле джета.

В рамках общепринятой модели излучения джета (рис. 3) наблюдаемое оптическое излучение формируется на расстоянии менее 0.01 пк от центральной чёрной дыры. Тогда обнаруженный нами период переменности как в поляризованном, так и в интегральном свете позволяет дать оценку линейным размерам спирального поля, отождествляемым с излучающей областью, порядка 1.5 светового часа, или 10 астрономических единиц. Численное моделирование генерации поляризации в джете выявило, что наблюдаемый рисунок колебаний поляризационного вектора может быть объяснён исключительно геометрическими эффектами – движением релятивистских заряженных частиц в прецессирующем спиральном магнитном поле. Аппроксимация такой моделью наших наблюдательных данных показала наличие прецессии поля с периодом 15 дней.

Опубликовано:
Shablovinskaya E.S., Afanasiev V.L., The intraday variations of the polarization vector direction in radio source S5 0716+714. 2019, MNRAS, 482, 4, 4322–4328 (arXiv:1810.07594)