Astronomer undersøger AGN-jet i Messier 87-galaksen

Astronomer har kigget nærmere på den relativt nærliggende Messier 87 (eller M87) galakse for at undersøge strålen fra dens aktive galaktiske kerne (AGN). Den nye forskning, beskrevet i et papir offentliggjort den 31. juli på arXiv.org, leverer vigtig indsigt i jetflyets parametre, hvilket kunne forbedre forståelsen af ​​AGN'er generelt.

AGN'er ophobes, supermassive sorte huller, der bor i centrene af nogle galakser, udsender kraftig, højenergistråling, da de ophober gas og støv. Disse kerner kan danne stråler, har for det meste cylindriske, koniske eller parabolske former, som observeres selv på megaparsec-skalaer.

Beliggende omkring 53,5 millioner lysår væk i Jomfru-klyngen, M87 er en superkæmpe elliptisk galakse. Det er vært for en af ​​de mest kendte og bemærkelsesværdige jetted AGN'er, der er opdaget til dato. M87-strålen kan let detekteres på en række fysiske skalaer, hvilket gjorde det muligt for astronomer at få mange billeder af høj kvalitet af denne funktion. Dette gør det til en unik kilde til at studere jetflys fysik i tiltagende sorte huller.

Nu, en trio af astronomer fra universitetet i Amsterdam, Holland, ledet af Matteo Lucchini, har udført en anden undersøgelse af M87, fokuseret på at undersøge egenskaberne af sit AGN-jetfly. De analyserede det tilgængelige datasæt, hovedsageligt fra NASAs Chandra og Fermi rumfartøjer, for at afsløre jetflyets nøgleparametre.

"I denne avis, vi anvender en multi-zone model designet som en parametrisering af generel relativistisk magneto-hydrodynamik (GRMHD); for første gang, vi gengiver jetflyets observerede form og multi-bølgelængde spektral energifordeling (SED) samtidigt. Vi finder stærke begrænsninger på de vigtigste fysiske parametre for jetflyet, såsom placeringen af ​​partikelacceleration og den kinetiske kraft, " skrev astronomerne i avisen.

Undersøgelsen fandt, at placeringen af ​​partikelacceleration forekommer meget tæt på det sorte hul, langt tættere på den centrale motor end accelerationsafstanden. Især højopløselige meget-lang-baseline interferometri (VLBI) billeder af strålen viser en "klemning" af udstrømningen omkring denne afstand. Det her, ifølge forskerne, antyder, at den indledende indsprøjtning af partikelacceleration i strålen kan være påvirket af dette klemmeområde.

I øvrigt, astronomerne matchede deres models jetdynamik og form med dem, der blev udledt af direkte billeddannelse af udstrømningen gennem VLBI. Dette gjorde det muligt for dem at finde ud af, at hovedbidraget til kernens begrænsede gammastråleflux skyldes omvendt Compton-spredning af værtsgalaksens stjernelys, snarere end synkrotron selv-Compton (SSC).

Desuden, forskningen viste, at i tilfældet med M87, de udstrålende leptoner skal accelereres til meget høje Lorentz-faktorer for at udvide synkrotronspektret op til Chandra-energiområdet. Undersøgelsen afslørede også, at partikelfordelingen i strålen er i overensstemmelse med at være isotermisk, selv ud over dissipationsområdet.

Opsummerer resultaterne, astronomerne understregede vigtigheden af ​​deres undersøgelse, bemærker, at det kan være fundamentalt for fremtidige undersøgelser af M87 og andre jetted AGN'er.

"Vores resultater har vigtige implikationer både for sammenligninger af GRMHD-simuleringer med observationer, og for ensartede modeller af AGN-klasser. (...) Vores resultater er særligt vigtige i lyset af de kommende observationer af M87 med Event Horizon Telescope, som giver endnu mere detaljeret billeddannelse af regionerne nær det sorte hul, " konkluderede forfatterne af papiret.

© 2019 Science X Network