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天文学家凝视着活跃星系BLLacertae的心脏

发布时间:2018-05-16  点击数:[4]

天文学家观测到活动星系核中称为BL Lacertae的黑洞附近的微波辐射,它的光照时间为9亿光年 / em

黑洞潜伏在活跃星系的中心,距离9亿光年,被称为“BL Lacerta”。微波辐射是从黑洞附近发射的。这种辐射是几种射电望远镜相结合的重点,其中包括无线电望远镜Spektr-R,Effelsberg 100米天线以及全球其他14个地面射电望远镜。研究人员将所有参与射电望远镜的所有同步记录信号合并到波恩马克斯普朗克射电天文学研究所的特殊相关器设施中。这样,一个虚拟的望远镜被创造出来,其尺寸相当于地球直径的八倍,从而产生迄今为止天文学获得的最高分辨率图像。

自1974年以来,具有非常长的基线干涉测量(VLBI)的观测资料将来自遍布全球的不同射电望远镜接收到的宇宙物体的信号合并起来,从而合成一个天线,其尺寸相当于它们之间最大的距离。这为图像提供了前所未有的清晰度,比可见光下的哈勃太空望远镜分辨率高出1000倍以上。

现在,一项国际合作通过结合地球上的15个射电望远镜和莫斯科Astro航天中心的RadioAstron任务牵头的10米轨道射电望远镜Spektr-R,打破了所有记录。 Effelsberg 100米天线的参与使得这项任务对检测微弱的宇宙射电辐射非常敏感。从RadioAstron数据获取宇宙物体图像所需的特殊分析(称为“相关性”)是在波恩马克斯普朗克射电天文学研究所的相关设施进行的。

对BL Lacertae(BL Lac)的调查为活跃星系的性质提供了新的见解,其中一个非常大的黑洞吞噬了周围的物质,同时以近乎光速的速度拍摄出一对高能粒子和磁场射流。来源位于北方天空的星座“蝎虎座”(蜥蜴)的方向,距离地球约九亿光年。

微波辐射的观测对探索这种射流是必不可少的,因为在磁场中运动的高能电子非常擅长生产微波。但是大多数活跃的明亮射流星系距离地球数十亿光年,所以它们的射流在天空中很小。高分辨率对于查看喷气式飞机的行动至关重要,以揭示冲击波和湍流等现象,以控制在任何给定时间产生多少光线。 “首次将地面射电望远镜与RadioAstron任务的太空射电望远镜结合起来,以最大分辨率工作,使我们的团队能够仿制出地球直径八倍的天线,只能得出一个分辨率大约20微秒,“研究小组负责人安斯塔西亚理工学院的JoséL.Gómez说。

从地球上看,20个微秒对应于月球上两枚欧元硬币的大小;这个高分辨率探测器以前所未有的细节探测了BL Lac的中心区域,BL Lac是一个活跃的银河核心,由超大质量黑洞驱动,其质量比我们的太阳大2亿倍。

活跃的星系核(AGN)是宇宙中最有活力的物体,在中心有一个巨大的黑洞。将物质吸向黑洞会导致形成一个紧密绕黑洞运动的吸积盘,再加上一对粒子射流以相反方向从核中射出,速度几乎与光的速度相同。出于透视的原因,你大多只能看到来自地球的飞机。

RadioAstron项目科学家Astro航天中心的Yuri Kovalev指出:“由RadioAstron提供的前所未有的角度分辨率揭示了AGN最内层区域的真正独特的视角,其中大部分能源都是由这些区域产生的。

目前的模型表明,由于黑洞和吸积盘的旋转,磁场线被“扭曲”成螺旋结构。这样的盘绕场将射流限制在一个狭窄的射束上并加速其运动。这种模型由BL Lac观测证实,这表明在其中一架喷气式飞机中存在大型螺旋磁场。

RadioAstron图像还揭示了在其他AGN之前未观察到的BL Lac射流上游端的非常高的光强度。这让天文学家怀疑他们对喷射微波辐射如何正确的想法。

“在BL BL中,我们基本上看到了最热门的宇宙炉床,它激励物质的能力如此之强,以至于如果我们试图在地球上复制这些条件,它将需要达到远高于一万亿度的温度,”来自Max的Andrei Lobanov说。普朗克射电天文学研究所是该项目的共同研究人员。

“我们目前对AGN发射如何产生的认识,明确限制了其核心在长时间跨度内可产生的微波强度。在BL Lac中观察到的极端强度超过了这个极限,要求射流中的速度甚至比以前想象的速度更接近光速,或者对我们的理论模型进行修订,“JoséL.Gómez总结道。

出版物:J. L.Gómez等人,“用Radioastron探测AGN射流的最内部区域及其磁场。 I.以21微秒的分辨率成像BL Lacertae,“The Astrophysical Journal,Volume 817,Issue 2(article 96),2016; DOI:10.3847 / 0004-637X / 817/2/96

Source:Max Planck Institute

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