Ordered magnetic fields around the 3C 84 central black hole
G. F. Paraschos
,
J. -Y. Kim
,
M. Wielgus
,
J. Röder
,
T. P. Krichbaum
,
E. Ros
,
I. Agudo
,
I. Myserlis
,
M. Moscibrodzka
,
E. Traianou
,
J. A. Zensus
,
L. Blackburn
,
C. -K. Chan
,
S. Issaoun
,
M. Janssen
,
M. D. Johnson
,
V. L. Fish
,
K. Akiyama
,
A. Alberdi
,
W. Alef
,
J. C. Algaba
,
R. Anantua
,
K. Asada
,
R. Azulay
,
U. Bach
,
A. -K. Baczko
,
D. Ball
,
M. Baloković
,
J. Barrett
,
M. Bauböck
,
B. A. Benson
,
D. Bintley
,
R. Blundell
,
K. L. Bouman
,
G. C. Bower
,
H. Boyce
,
M. Bremer
,
C. D. Brinkerink
,
R. Brissenden
,
S. Britzen
,
A. E. Broderick
,
D. Broguiere
,
T. Bronzwaer
,
S. Bustamante
,
D. -Y. Byun
,
J. E. Carlstrom
,
C. Ceccobello
,
A. Chael
,
D. O. Chang
,
K. Chatterjee
,
S. Chatterjee
,
M. T. Chen
,
Y. Chen
,
X. Cheng
,
I. Cho
,
P. Christian
,
N. S. Conroy
,
J. E. Conway
,
J. M. Cordes
,
T. M. Crawford
,
G. B. Crew
,
A. Cruz-Osorio
,
Y. Cui
,
R. Dahale
,
J. Davelaar
,
M. de Laurentis
,
R. Deane
,
J. Dempsey
,
G. Desvignes
(1)
,
J. Dexter
,
V. Dhruv
,
S. S. Doeleman
,
S. Dougal
,
S. A. Dzib
,
R. P. Eatough
,
R. Emami
,
H. Falcke
,
J. Farah
,
E. Fomalont
,
H. A. Ford
,
M. Foschi
,
R. Fraga-Encinas
,
W. T. Freeman
,
P. Friberg
,
C. M. Fromm
,
A. Fuentes
,
P. Galison
,
C. F. Gammie
,
R. García
,
O. Gentaz
,
B. Georgiev
,
C. Goddi
,
R. Gold
,
A. I. Gómez-Ruiz
,
J. L. Gómez
,
M. Gu
,
M. Gurwell
,
K. Hada
,
D. Haggard
,
K. Haworth
,
M. H. Hecht
,
R. Hesper
,
D. Heumann
,
L. C. Ho
,
P. Ho
,
M. Honma
,
C. L. Huang
,
L. Huang
,
D. H. Hughes
,
S. Ikeda
,
C. M. V. Impellizzeri
,
M. Inoue
,
D. J. James
,
B. T. Jannuzi
,
B. Jeter
,
W. Jaing
,
A. Jiménez-Rosales
,
S. Jorstad
,
A. V. Joshi
,
T. Jung
,
M. Karami
,
R. Karuppusamy
,
T. Kawashima
,
G. K. Keating
,
M. Kettenis
,
D. -J. Kim
,
J. Kim
,
J. Kim
,
M. Kino
,
J. Y. Koay
,
P. Kocherlakota
,
Y. Kofuji
,
P. M. Koch
,
S. Koyama
,
C. Kramer
,
J. A. Kramer
,
M. Kramer
,
C. -Y. Kuo
,
N. La Bella
,
T. R. Lauer
,
D. Lee
,
S. -S. Lee
,
P. K. Leung
,
A. Levis
,
Z. Li
,
R. Lico
,
G. Lindahl
,
M. Lindqvist
,
M. Lisakov
,
J. Liu
,
K. Liu
,
E. Liuzzo
,
W. -P. Lo
,
A. P. Lobanov
,
L. Loinard
,
C. J. Lonsdale
,
A. E. Lowitz
,
R. -S. Lu
,
N. R. Macdonald
,
J. Mao
,
N. Marchili
,
S. Markoff
,
D. P. Marrone
,
A. P. Marscher
,
I. Martí-Vidal
,
S. Matsushita
,
L. D. Matthews
,
L. Medeiros
,
K. M. Menten
,
D. Michalik
,
I. Mizuno
,
Y. Mizuno
,
J. M. Moran
,
K. Moriyama
,
W. Mulaudzi
,
C. Müller
,
H. Müller
,
A. Mus
,
G. Musoke
,
A. Nadolski
,
H. Nagai
,
N. M. Nagar
,
M. Nakamura
,
G. Narayanan
,
I. Natarajan
,
A. Nathanail
,
S. Navarro Fuentes
,
J. Neilsen
,
R. Neri
,
C. Ni
,
A. Noutsos
,
M. A. Nowak
,
J. Oh
,
H. Okino
,
H. Olivares
,
G. N. Ortiz-León
,
T. Oyama
,
F. Özel
,
D. C. M. Palumbo
,
J. Park
,
H. Parsons
,
N. Patel
,
U. -L. Pen
,
V. Piétu
,
R. Plambeck
,
A. Popstefanija
,
O. Porth
,
F. M. Pötzl
,
B. Prather
,
J. A. Preciado-López
,
D. Psaltis
,
H. -Y. Pu
,
V. Ramakrishnan
,
R. Rao
,
M. G. Rawlings
,
A. W. Raymond
,
L. Rezzolla
,
A. Ricarte
,
B. Ripperda
,
F. Roelofs
,
A. Rogers
,
C. Romero-Cañizales
,
A. Roshanineshat
,
H. Rottmann
,
A. L. Roy
,
I. Ruiz
,
C. Ruszczyk
,
K. L. J. Rygl
,
S. Sánchez
,
D. Sánchez-Argüelles
,
M. Sánchez-Portal
,
M. Sasada
,
K. Satapathy
,
T. Savolainen
,
F. P. Schloerb
,
J. Schonfeld
,
K. Schuster
,
L. Shao
,
Z. Shen
,
D. Small
,
B. W. Sohn
,
J. Soohoo
,
L. D. Sosapanta Salas
,
K. Souccar
,
H. Sun
,
F. Tazaki
,
A. J. Tetarenko
,
P. Tiede
,
R. P. J. Tilanus
,
M. Titus
,
P. Torne
,
T. Toscano
,
T. Trent
,
S. Trippe
,
M. Turk
,
I. van Bemmel
,
H. J. van Langevelde
,
D. R. van Rossum
,
J. Vos
,
J. Wagner
,
D. Ward-Thompson
,
J. Wardle
,
J. E. Washington
,
J. Weintroub
,
R. Wharton
,
K. Wiik
,
G. Witzel
,
M. F. Wondrak
,
G. N. Wong
,
Q. Wu
,
N. Yadlapalli
,
P. Yamaguchi
,
A. Yfantis
,
D. Yoon
,
A. Young
,
K. Young
,
Z. Younsi
,
W. Yu
,
F. Yuan
,
Y. -F. Yuan
,
S. Zhang
,
G. Y. Zhao
,
S. -S. Zhao
G. F. Paraschos
- Fonction : Auteur
J. -Y. Kim
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M. Wielgus
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J. Röder
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T. P. Krichbaum
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E. Ros
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I. Agudo
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M. Moscibrodzka
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E. Traianou
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J. A. Zensus
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L. Blackburn
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C. -K. Chan
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S. Issaoun
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M. Janssen
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M. D. Johnson
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V. L. Fish
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K. Akiyama
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A. Alberdi
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W. Alef
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J. C. Algaba
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R. Anantua
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K. Asada
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U. Bach
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A. -K. Baczko
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D. Ball
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M. Baloković
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J. Barrett
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M. Bauböck
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B. A. Benson
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D. Bintley
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R. Blundell
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K. L. Bouman
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G. C. Bower
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C. D. Brinkerink
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R. Brissenden
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S. Britzen
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K. Chatterjee
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X. Cheng
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P. Christian
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J. E. Conway
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S. Trippe
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Z. Younsi
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W. Yu
- Fonction : Auteur
F. Yuan
- Fonction : Auteur
Y. -F. Yuan
- Fonction : Auteur
S. Zhang
- Fonction : Auteur
G. Y. Zhao
- Fonction : Auteur
S. -S. Zhao
- Fonction : Auteur
Résumé
Context. 3C 84 is a nearby radio source with a complex total intensity structure, showing linear polarisation and spectral patterns. A detailed investigation of the central engine region necessitates the use of very-long-baseline interferometry (VLBI) above the hitherto available maximum frequency of 86 GHz.
Aims: Using ultrahigh resolution VLBI observations at the currently highest available frequency of 228 GHz, we aim to perform a direct detection of compact structures and understand the physical conditions in the compact region of 3C 84.
Methods: We used Event Horizon Telescope (EHT) 228 GHz observations and, given the limited (u, v)-coverage, applied geometric model fitting to the data. Furthermore, we employed quasi-simultaneously observed, ancillary multi-frequency VLBI data for the source in order to carry out a comprehensive analysis of the core structure.
Results: We report the detection of a highly ordered, strong magnetic field around the central, supermassive black hole of 3C 84. The brightness temperature analysis suggests that the system is in equipartition. We also determined a turnover frequency of νm = (113 ± 4) GHz, a corresponding synchrotron self-absorbed magnetic field of BSSA = (2.9 ± 1.6) G, and an equipartition magnetic field of Beq = (5.2 ± 0.6) G. Three components are resolved with the highest fractional polarisation detected for this object (mnet = (17.0 ± 3.9)%). The positions of the components are compatible with those seen in low-frequency VLBI observations since 2017-2018. We report a steeply negative slope of the spectrum at 228 GHz. We used these findings to test existing models of jet formation, propagation, and Faraday rotation in 3C 84.
Conclusions: The findings of our investigation into different flow geometries and black hole spins support an advection-dominated accretion flow in a magnetically arrested state around a rapidly rotating supermassive black hole as a model of the jet-launching system in the core of 3C 84. However, systematic uncertainties due to the limited (u, v)-coverage, however, cannot be ignored. Our upcoming work using new EHT data, which offer full imaging capabilities, will shed more light on the compact region of 3C 84.
Aims: Using ultrahigh resolution VLBI observations at the currently highest available frequency of 228 GHz, we aim to perform a direct detection of compact structures and understand the physical conditions in the compact region of 3C 84.
Methods: We used Event Horizon Telescope (EHT) 228 GHz observations and, given the limited (u, v)-coverage, applied geometric model fitting to the data. Furthermore, we employed quasi-simultaneously observed, ancillary multi-frequency VLBI data for the source in order to carry out a comprehensive analysis of the core structure.
Results: We report the detection of a highly ordered, strong magnetic field around the central, supermassive black hole of 3C 84. The brightness temperature analysis suggests that the system is in equipartition. We also determined a turnover frequency of νm = (113 ± 4) GHz, a corresponding synchrotron self-absorbed magnetic field of BSSA = (2.9 ± 1.6) G, and an equipartition magnetic field of Beq = (5.2 ± 0.6) G. Three components are resolved with the highest fractional polarisation detected for this object (mnet = (17.0 ± 3.9)%). The positions of the components are compatible with those seen in low-frequency VLBI observations since 2017-2018. We report a steeply negative slope of the spectrum at 228 GHz. We used these findings to test existing models of jet formation, propagation, and Faraday rotation in 3C 84.
Conclusions: The findings of our investigation into different flow geometries and black hole spins support an advection-dominated accretion flow in a magnetically arrested state around a rapidly rotating supermassive black hole as a model of the jet-launching system in the core of 3C 84. However, systematic uncertainties due to the limited (u, v)-coverage, however, cannot be ignored. Our upcoming work using new EHT data, which offer full imaging capabilities, will shed more light on the compact region of 3C 84.
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