Forskning undersøger radiogalaksen 3C 84

Et internationalt hold af astronomer har udført en detaljeret kinematisk undersøgelse af en radiogalakse kendt som 3C 84. Forskningen kaster mere lys over denne kildes egenskaber og dens forbindelse til gammastråleemission. Undersøgelsen blev beskrevet detaljeret i et papir offentliggjort den 7. april på arXiv pre-print repository.

Radiogalakser udsender enorme mængder radiobølger fra deres centrale kerner. Sorte huller i centrum af disse galakser ophober gas og støv, generere højenergistråler synlige i radiobølgelængder, som accelererer elektrisk ladede partikler til høje hastigheder.

Astronomer er især interesserede i at studere galakser, der er galakser i lyset af gammastråler, da de kan give en enestående mulighed for at undersøge de højenergi-emitterende steder og partikelaccelerationsprocesser. Disse kilder er observeret off-akse, som gør det muligt for forskere på tværs at løse den fine skalastruktur af jetflyet og at undersøge dens sammenhæng
med gammastråling.

Beliggende i Perseus-klyngen ved en rødforskydning på 0,018, 3C 84 er radiomodstykket til Seyfert Type 1.5-galaksen NGC 1275 (anden betegnelse Perseus A). I betragtning af at 3C 84 er en af ​​de lyseste radiogalakser, dens jetmorfologi er blevet grundigt undersøgt i fortiden. Observationerne viser, at den seneste jetaktivitet i denne radiogalakse højst sandsynligt begyndte i 2005, med en generel stigning i fluxtæthed i kilden og skabelsen af ​​en region kendt som C3, som blev slynget ud fra det formodede jetopsendelsesområde C1. I øvrigt, kilden har også en stor, svagt område med kvasistationær emission, døbt C2, omkring 40 grader forskudt fra den aktuelle jet-emission.

Imidlertid, selvom der er udført mange undersøgelser af 3C 84, og at det blev detekteret ved gammastråler op til TeV-energier, de fysiske processer, der er ansvarlige for højenergiemissionen fra denne kilde, er stadig dårligt forstået. Så en gruppe astronomer ledet af Jeffrey A. Hodgson fra Sejong University i Seoul, Sydkorea, udførte en grundig analyse af jetkinematik i 3C 84 mellem 2010 og 2017.

"I denne avis, vi præsenterer resultaterne af den wavelet-baserede billedsegmentering og -evaluering (WISE) analysemetode til jetkinematisk analyse af 3C 84 ved hjælp af 7 mm VLBA [Very Long Baseline Array] data fra 2010 til 2017, og har sammenlignet det med CLEAN maps, " forklarede forskerne.

Undersøgelsen viser, at radiostrukturen af ​​3C 84 er domineret af langsomt bevægende funktioner i både østlige og vestlige baner af jetflyet. Selve jetflyet ser ud til at have accelereret til sine maksimale mildt relativistiske hastigheder inden for en radius, der svarer til 125, 000 gange tyngdekraftsradierne af jetstartpunktet, og forbliver ved en nogenlunde konstant hastighed i mange yderligere.

Forskningen fandt en maksimal hastighed i strålen på omkring 90% af lysets hastighed, hvilket fører til en mindste Lorentz-faktor på ca. 1,35. Dataene indikerer, at gammastråleudbrud observeres, når hurtigere bevægelige områder interagerer med langsommere bevægelige områder af 3C 84.

Desuden, observationerne påviste to hotspots i C3, der bliver lyse og derefter forsvinder mod vest. Det andet hotspot begyndte at lysne i slutningen af ​​2015, og ser ud til at være forbundet med en særlig stor gammastråling.

Alt i alt, resultaterne gjorde det muligt for astronomerne at drage nogle konklusioner vedrørende gammastråleemissionen fra den undersøgte kilde.

"Vores undersøgelse indikerer, at der produceres gammastråler i både østlige og vestlige baner i jetflyet. Vi diskuterede muligheden for, at gammastråleudbrud produceres via magnetisk genforbindelse inducerede minijetstråler og turbulens. vi finder beviser på, at der kunne være et overskud af magnetisk energi eller gradienter i tryk og det omgivende medium, " skrev forfatterne af avisen.

© 2021 Science X Network