Observationer afslører egenskaberne af neutrino-emitterende blazarer

Ved at bruge Very Long Baseline Interferometry (VLBI) teknikken, astronomer har undersøgt strålen i parsec-skala fra en neutrino-emitterende blazar kendt som TXS 0506+056. Resultaterne af den nye undersøgelse, præsenteret 1. maj på arXiv.org, kaste mere lys over egenskaberne af denne jet, hvilket kunne forbedre forståelsen af ​​meget højenergi (VHE) neutrinoer.

Blazarer, klassificeret som medlemmer af en større gruppe af aktive galakser, der er vært for aktive galaktiske kerner (AGN), er kraftige emissionskilder over det elektromagnetiske spektrum fra radio til meget højenergi-gammafrekvenser. Deres karakteristiske træk er relativistiske jetfly, der peger næsten nøjagtigt mod Jorden.

Generelt, blazarer opfattes af astronomer som højenergimotorer, der tjener som naturlige laboratorier til at studere partikelacceleration, relativistiske plasmaprocesser, magnetfeltdynamik og sorte huls fysik. Derfor, Højopløselige observationer af blazarer og deres jetfly i forskellige bølgelængder kunne være afgørende for at forbedre forståelsen af ​​disse fænomener.

I en afstand af cirka 5,75 milliarder lysår, TXS 0506+056 er en VHE-blazar, der blev opdaget som radiokilde i 1983. Det er den første kendte kilde til højenergiske astrofysiske neutrinoer. Efter påvisningen af ​​en neutrino-begivenhed kaldet IceCube-170922A, sammenfaldende med blazarens retning og ankomsttid under et gamma-stråleudbrud, en intens multi-bølgelængde overvågning af dette objekt påbegyndt.

Radio VLBI observationer har potentiale til at lokalisere produktionssteder for neutrinoer. Så et hold af astronomer ledet af Xiaofeng Li fra Shanghai Astronomical Observatory, Kina, analyseret arkiv VLBI data vedrørende TXS 0506+056, fokuserer på sin jet. Undersøgelsen er baseret på datasæt fra VLBI Calibrator Survey (VCS) projektet, overvågning af jetfly i aktive galaktiske kerner med Very Long Baseline Array (VLBA) Experiments (MOJAVE) undersøgelsesarkiv, og National Radio Astronomy Observatory (NRAO) dataarkiv.

"Pc-skala jetegenskaberne for den neutrino-emitterende blazar TXS 0506+056 udforskes her ved hjælp af multi-frekvens, multi-epoke VLBI data, " står der i avisen.

Undersøgelsen viste, at blazarens jetstruktur viser en spiralformet bane, der stammer fra voksende ustabilitet, med en forudgående periode på fem til seks år. Strålen er sammensat af en kerne og fire komponenter betegnet J1 til J4. Størrelsen af ​​jetkomponenterne øges med den radiale afstand fra centrum, derfor er den yderste komponent J1 den mest udvidede med den største størrelse, og den inderste J4 har den mindste størrelse.

Ifølge avisen, strålen fra TXS 0506+056 har en hældningsvinkel på ca. 20 grader og en halv åbningsvinkel på ca. 3,8 grader. Astronomerne bemærkede, at jetflyets tilsyneladende hastighed og dets beregnede udstrålingsparametre tyder på, at det er et moderat relativistisk jetfly.

Desuden, strålens magnetiske feltstyrke blev anslået til at være mellem 0,2 og 0,7 G, faldende i løbet af den seneste igangværende afbrændingsperiode. Forskerne tilføjede, at dette peger på en konvertering af magnetfeltets energitæthed til partikelenergitæthed. Denne proces hjælper med at accelerere partikler ved injektion ved jetbasen, som efterfølgende producerer blusset.

"Neutrino-begivenheden, der blev opdaget under stigningen af ​​radioblus, kunne derefter være forbundet med begyndelsen af ​​partikelinjektion og acceleration, som kan indeholde en stor del af den konverterede energitæthed. Dette scenarie giver støtte til en lepto-hadronisk oprindelse af VHE neutrinoerne og gammastråleemission på grund af en co-spatial oprindelse ved partikelinjektions- og accelerationsstedet, " konkluderede forfatterne af papiret.

© 2020 Science X Network