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Magnetically driven relativistic jet in the high-redshift blazar OH 471
Astronomy & Astrophysics ( IF 5.4 ) Pub Date : 2024-05-17 , DOI: 10.1051/0004-6361/202449934 S. Guo , T. An , Y. Liu , Y. Sotnikova , A. Volvach , T. Mufakharov , L. Chen , L. Cui , A. Wang , Z. Xu , Y. Zhang , W. Xu , Y. A. Kovalev , Y. Y. Kovalev , M. Kharinov , A. Erkenov , T. Semenova , L. Volvach
Astronomy & Astrophysics ( IF 5.4 ) Pub Date : 2024-05-17 , DOI: 10.1051/0004-6361/202449934 S. Guo , T. An , Y. Liu , Y. Sotnikova , A. Volvach , T. Mufakharov , L. Chen , L. Cui , A. Wang , Z. Xu , Y. Zhang , W. Xu , Y. A. Kovalev , Y. Y. Kovalev , M. Kharinov , A. Erkenov , T. Semenova , L. Volvach
Context. Understanding the mechanisms that launch and shape powerful relativistic jets from supermassive black holes (SMBHs) in high-redshift active galactic nuclei (AGNs) is crucial for probing the co-evolution of SMBHs and galaxies over cosmic time.Aims. We focus on the high-redshift (z = 3.396) blazar OH 471 to explore the jet launching mechanism in the early Universe.Methods. Using multi-frequency radio monitoring observations and high-resolution Very Long Baseline Interferometry (VLBI) imaging over three decades, we studied the milliarcsecond structure and long-term variability of OH 471.Results. Our spectral modeling of the radio flux densities revealed a synchrotron self-absorbed spectrum, indicating strong magnetic fields within the compact core. By applying the flux freezing approximation, we estimated the magnetic flux carried by the jet. We found that it reaches or exceeds theoretical predictions for jets powered by black hole spin energy via the Blandford-Znajek mechanism. This implies that OH 471 is in a magnetically arrested disk (MAD) state, where the magnetic flux accumulated near the horizon regulates the accretion flow, allowing for an efficient extraction of black hole rotational energy.Conclusions. Our study demonstrates the dominance of MAD accretion in powering the prominent radio flares and relativistic jets observed in the radio-loud AGN named OH 471. Statistical studies of larger samples of high-redshift AGNs will shed light on the role of MAD accretion in launching and accelerating the earliest relativistic jets.
中文翻译：
高红移耀变体 OH 471 中的磁驱动相对论性喷流
语境。了解从高红移活动星系核（AGN）中的超大质量黑洞（SMBH）发射和形成强大相对论性喷流的机制对于探索宇宙时间中SMBH和星系的共同演化至关重要。目标。我们重点关注高红移（z = 3.396）耀变体 OH 471 来探索早期宇宙中的喷流发射机制。方法。利用三十年来的多频无线电监测观测和高分辨率甚长基线干涉测量 (VLBI) 成像，我们研究了 OH 471 的毫弧秒结构和长期变化。结果。我们对射电通量密度的光谱建模揭示了同步加速器自吸收光谱，表明致密核心内存在强磁场。通过应用通量冻结近似，我们估计了射流携带的磁通量。我们发现它达到或超过了通过布兰德福德-兹纳耶克机制由黑洞自旋能驱动的喷流的理论预测。这意味着 OH 471 处于磁滞盘 (MAD) 状态，其中地平线附近积累的磁通量调节吸积流，从而可以有效提取黑洞旋转能量。结论。我们的研究表明，MAD 吸积在为 OH 471 射电强 AGN 中观测到的显着射电耀斑和相对论性喷流提供动力方面占据主导地位。对高红移 AGN 较大样本的统计研究将揭示 MAD 吸积在发射和发射中的作用。加速最早的相对论性喷流。
更新日期：2024-05-17
中文翻译：
高红移耀变体 OH 471 中的磁驱动相对论性喷流
语境。了解从高红移活动星系核（AGN）中的超大质量黑洞（SMBH）发射和形成强大相对论性喷流的机制对于探索宇宙时间中SMBH和星系的共同演化至关重要。目标。我们重点关注高红移（z = 3.396）耀变体 OH 471 来探索早期宇宙中的喷流发射机制。方法。利用三十年来的多频无线电监测观测和高分辨率甚长基线干涉测量 (VLBI) 成像，我们研究了 OH 471 的毫弧秒结构和长期变化。结果。我们对射电通量密度的光谱建模揭示了同步加速器自吸收光谱，表明致密核心内存在强磁场。通过应用通量冻结近似，我们估计了射流携带的磁通量。我们发现它达到或超过了通过布兰德福德-兹纳耶克机制由黑洞自旋能驱动的喷流的理论预测。这意味着 OH 471 处于磁滞盘 (MAD) 状态，其中地平线附近积累的磁通量调节吸积流，从而可以有效提取黑洞旋转能量。结论。我们的研究表明，MAD 吸积在为 OH 471 射电强 AGN 中观测到的显着射电耀斑和相对论性喷流提供动力方面占据主导地位。对高红移 AGN 较大样本的统计研究将揭示 MAD 吸积在发射和发射中的作用。加速最早的相对论性喷流。
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