Discovery of Sub-pc Scale Plasma Torus in the Nearby Radio Galaxy 3C 84 with the KVN and VERA Array (KaVA)

활동성은하핵(AGN)의 거대 블랙홀 주변에 존재하는 플라스마 디스크의 구조나 물리적인 상태를 관측으로 직접 찾는 것은 AGN 중심부분에서의 제트 형성, 방출과정이나 에너지 수송과정을 조사하기 위해 중요한다. 지금껏 주로 센치미터파장 영역의 다주파 VLBI 관측으로 우리은하에서 가까운 AGN 속에 존재하는 10 pc 정도의 플라스마 디스크가 발견되어 있다만, AGN의 활동성을 정하고 있는 1 pc 이하의 스케일에서의 디스크 구조를 직접 관측한 결과는 아직 없다. 우리는 2015년8월부터 KVN 및 KVN과 일본 VERA로 구성되는 한일공동 VLBI 관측망(KaVA)을 이용해서 전파 은하 3C 84(z = 0.0176, 1 mas = 0.36 pc)의 밀리미터파장 모니터링을 진행하고 있다. KVN과 KaVA를 이용하면 1 pc 이하의 스케일로 3C 84의 중심구조를 고감도에서 분해할 수 있다. 이번 발표에서는 KVN 및 KaVA로 거의 동시에 실시한 관측결과를 중심으로 보고한다. 관측은 2016년2월22일(KaVA 43 GHz) 및 23일(KVN 86 GHz)에 실시되었다. 양 주파수의 이미지에서 종래의 센치미터 ~ 밀리미터파장 VLBI관측으로도 검출되어 있는 중심핵(C1) 및 남쪽에 약 3 mas 떨어져서 위치하는 로브(C3) 성분 뿐만 아니라 C1으로부터 북쪽에 약 2.5 mas 떨어져서 위치하는 새로운 성분(N1)을 검출하였다. N1의 검출 수준은 43, 86 GHz 모두 $6{\sigma}$이며, 양 주파수 사이에서 광학적으로 두꺼운 스펙트럼을 가지고 있다. 과거의 관측으로 측정된 C3의 겉보기 속도는 빛의 속도의 약 23%이며, 남북 로브의 구조와 운동의 대칭을 가정하면 N1이 도플러 분사출 효과 때문에 어두워지고 있는 가능성은 낮다. 따라서 C3에 대응하는 북쪽 N1로브로부터의 복사가 블랙홀 주변의 플라스마 디스크로 인해 저주파수에서 강한 흡수를 받고 있는 결과고 생각된다.