Observationer udforsker radiojet fra en kraftig kvasar

Europæiske astronomer har udført meget lange basislinjeinterferometriske (VLBI) observationer af en radiojetstruktur i en kraftig kvasar kendt som PKS 2215+020. De indsamlede VLBI-data giver vigtig indsigt i denne jets egenskaber, hvilket tyder på, at PKS 2215+020 er en blazar. Resultaterne blev præsenteret den 17. februar i Universet journal.

Kvasarer eller kvasistjerneobjekter (QSO'er) er aktive galaktiske kerner (AGN) med meget høj lysstyrke, der udsender elektromagnetisk stråling, der kan observeres i radio-, infrarød-, synlig-, ultraviolet- og røntgenbølgelængder.

De er blandt de lyseste og fjerneste objekter i det kendte univers og tjener som grundlæggende redskaber til adskillige studier i astrofysik såvel som kosmologi. For eksempel er kvasarer blevet brugt til at undersøge universets struktur i stor skala og reioniseringens æra. De forbedrer også vores forståelse af dynamikken i supermassive sorte huller og det intergalaktiske medium.

PKS 2215+020 er en kraftfuld fladspektrum radiokvasar med en rødforskydning på 3.572. Den har en monokromatisk hvileramme ved 5 GHz på omkring 20 RW/Hz, og dets supermassive sorte hul anslås at være fire milliarder gange mere massivt end solen.

Tidligere observationer af PKS 2215+020 har fundet ud af, at dens morfologi er domineret af en lys, kompakt kerne, der fortsætter i en række svage jetkomponenter, der ender og også lysner op i den mest udvidede jetkomponent. Denne bemærkelsesværdigt store radiojetstruktur har en lineær størrelse på omkring 1.950 lysår, projiceret på himlens plan.

Et hold af astronomer ledet af Sándor Frey fra Konkoly-observatoriet i Budapest, Ungarn, besluttede at undersøge jetflyet på PKS 2215+020 med det formål at afsløre dens fysiske og geometriske egenskaber. Til dette formål brugte de Very Long Baseline Array (VLBA) fra U.S. National Radio Astronomy Observatory (NRAO).

"Vi indsamlede og analyserede arkiverede multi-epoke VLBI-billeddata ved fem forskellige frekvensbånd (1,7, 2,3, 4,4, 7,4-8,7 og 15,3-15,4 GHz) taget i flere epoker mellem 1995 og 2020, men mest efter 2010. med vinkelopløsninger på ~1-10 mas skala viser det lyse, kompakte kerneområde opløst i distinkte emissionskomponenter ved højere frekvenser og en udvidet, stejl-spektrum funktion ~ 56 mas fra kernen ved lavere frekvenser," skrev forskerne i papiret.

VLBI-billeddannelse gjorde det muligt for holdet at bestemme de tilsyneladende korrekte bevægelser af jetkomponenter i PKS 2215+020 for første gang. Det viste sig, at strålen viste en moderat superluminal bevægelse med en tilsyneladende hastighed på 2,1 gange lysets hastighed, og dens tilsyneladende egenbevægelse var cirka 0,02 mas om året.

Baseret på disse data blev Doppler-forstærkningsfaktoren i den indre relativistiske jet beregnet til at være 11,5. Jetflyet blev fundet at hælde 1,8 grader i forhold til sigtelinjen, og dets bulk Lorentz-faktor blev målt til at være 6,0.

Ifølge forskerne tyder de indsamlede data på, at PKS 2215+020 er en blazar. Generelt er blazarer, klassificeret som medlemmer af en større gruppe af aktive galakser, der er vært for AGN'er, de mest talrige ekstragalaktiske gammastrålekilder. Deres karakteristiske træk er relativistiske jetfly, der peger næsten nøjagtigt mod Jorden.

Forfatterne af papiret understregede, at de små tilsyneladende egenbevægelsesværdier og jetparametre opnået for PKS 2215+020 er typiske for andre kendte radio-AGN'er ved høj rødforskydning (over 3,5).

Flere oplysninger: Sándor Frey et al., Revisiting a Core–Jet Laboratory at High Redshift:Analyse af Radio Jet i Quasar PKS 2215+020 ved z =3.572, Universe (2024). DOI:10.3390/universe10020097

© 2024 Science X Network