Ett internationellt team av astronomer har genomfört en detaljerad kinematisk studie av en radiogalax känd som 3C 84. Forskningen kastar mer ljus över egenskaperna hos denna källa och dess koppling till gammastrålning. Studien beskrevs i ett dokument som publicerades den 7 april på arXiv pre-print repository.

Radiogalaxer sänder ut enorma mängder radiovågor från sina centrala kärnor. Svarta hål i mitten av dessa galaxer samlar gas och damm, genererar högenergijetstrålar synliga i radiovåglängder, som accelererar elektriskt laddade partiklar till höga hastigheter.

Astronomer är särskilt intresserade av att studera gammastrålningsljus felinriktade radiogalaxer eftersom de kan ge en unik möjlighet att undersöka de högenergiemitterande platserna och partikelaccelerationsprocesser. Dessa källor observeras utanför axeln, vilket gör det möjligt för forskare att på tvären lösa strålens finskaliga struktur och att undersöka dess samband
med gammastrålning.

Beläget i Perseus-klustret vid en rödförskjutning på 0,018, 3C 84 är radiomotsvarigheten till Seyfert Typ 1.5-galaxen NGC 1275 (annan beteckning Perseus A). Med tanke på att 3C 84 är en av de ljusaste radiogalaxerna, dess jetmorfologi har studerats omfattande tidigare. Observationerna visar att den senaste jetaktiviteten för denna radiogalax troligen började 2005, med en allmän ökning av flödestätheten i källan och skapandet av en region känd som C3, som kastades ut från det förmodade jetuppskjutningsområdet C1. Dessutom, källan har också en stor, svagt område med kvasistationär emission, dubbad C2, cirka 40 graders förskjutning från det aktuella jetutsläppet.

Dock, även om många studier av 3C 84 har utförts och att den upptäcktes vid gammastrålar upp till TeV-energier, de fysiska processerna som är ansvariga för högenergiutsläppen från denna källa är fortfarande dåligt förstådda. Så en grupp astronomer ledda av Jeffrey A. Hodgson från Sejong University i Seoul, Sydkorea, utförde en grundlig analys av jetkinematik i 3C 84 mellan 2010 och 2017.

"I det här pappret, vi presenterar resultaten av den wavelet-baserade bildsegmenterings- och utvärderingsmetoden (WISE) för jetkinematisk analys av 3C 84 med hjälp av 7 mm VLBA [Very Long Baseline Array]-data från 2010 till 2017, och har jämfört det med rena kartor, " förklarade forskarna.

Studien visar att radiostrukturen i 3C 84 domineras av långsamma drag i både östra och västra banor av jetplanet. Själva strålen verkar ha accelererat till sina maximala milt relativistiska hastigheter inom en radie som motsvarar 125, 000 gånger gravitationsradien för jetavfyrningspunkten, och håller sig på en ungefär konstant hastighet i många ytterligare.

Forskningen fann en maximal hastighet i strålen på cirka 90 % av ljusets hastighet, vilket leder till en minsta Lorentz-faktor på cirka 1,35. Data indikerar att gammastrålningsflammor observeras när snabbare rörliga regioner interagerar med långsammare rörliga regioner av 3C 84.

Vidare, observationerna upptäckte två hotspots i C3 som blir ljusa och sedan försvinner västerut. Den andra hotspoten började ljusna i slutet av 2015, och verkar vara förknippad med en särskilt stor gammastrålning.

Allt som allt, resultaten gjorde det möjligt för astronomerna att dra några slutsatser om gammastrålningen från den studerade källan.

"Vår studie indikerar att gammastrålar produceras i både östra och västra banor i jetstrålaren. Vi diskuterade möjligheten att gammastrålar produceras via magnetisk återkopplingsinducerade minijetstrålar och turbulens. Dessutom, vi finner bevis för att det kan finnas ett överskott av magnetisk energi eller gradienter i trycket och det omgivande mediet, " skrev författarna till tidningen.

© 2021 Science X Network