• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • EHT pekar ut det mörka hjärtat av den närmaste radiogalaxen

    Avståndsfjäll avslöjade i Centaurus A-strålen. Den övre vänstra bilden visar hur strålen sprids till gasmoln som sänder ut radiovågor, fångade av ATCA och Parkes observatorier. Den övre högra panelen visar en sammansatt färgbild, med en 40x zoom jämfört med den första panelen för att matcha storleken på själva galaxen. Submillimeterutsläpp från strålen och damm i galaxen uppmätt med LABOCA/APEX-instrumentet visas i orange. Röntgenstrålning från strålen som uppmätts av rymdfarkosten Chandra visas i blått. Synligt vitt ljus från stjärnorna i galaxen har fångats av MPG/ESO 2,2-metersteleskopet. Nästa panel nedan visar en 165 000x zoombild av den inre radiostrålen som erhållits med TANAMI-teleskopen. Den nedre panelen visar den nya högst upplösta bilden av jetavfyrningsområdet som erhållits med EHT vid millimetervåglängder med en 60 000 000x zoom i teleskopupplösning. Indikerade skalstaplar visas i ljusår och ljusdagar. Ett ljusår är lika med den sträcka som ljuset färdas inom ett år:cirka nio biljoner kilometer. I jämförelse, avståndet till den närmaste kända stjärnan från vår sol är ungefär fyra ljusår. En ljus dag är lika med avståndet som ljuset färdas inom en dag:ungefär sex gånger avståndet mellan solen och Neptunus. Kredit:Radboud University; CSIRO/ATNF/I. Feain et al., R. Morganti et al., N. Junkes et al.; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiß et al.; NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al.; TANAMI/C. Müller et al.; EHT/M. Janssen et al.

    Ett internationellt team förankrat av Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, som är känd för att fånga den första bilden av ett svart hål i galaxen Messier 87, har nu avbildat hjärtat av den närmaste radiogalaxen Centaurus A i oöverträffad detalj. Astronomerna pekar ut platsen för det centrala supermassiva svarta hålet och avslöjar hur en gigantisk jet föds. Mest anmärkningsvärt, bara de yttre kanterna på strålarna verkar avge strålning, som utmanar våra teoretiska modeller av jetplan. Detta jobb, ledd av Michael Janssen från Max Planck Institute for Radio Astronomy i Bonn och Radboud University Nijmegen publiceras i Natur astronomi den 19 juli.

    Vid radiovåglängder, Centaurus A framstår som ett av de största och ljusaste föremålen på natthimlen. Efter att den identifierades som en av de första kända extragalaktiska radiokällorna 1949, Centaurus A har studerats omfattande över hela det elektromagnetiska spektrumet av en mängd olika radio, infraröd, optisk, röntgen, och gammastrålningsobservatorier. I centrum av Centaurus A ligger ett svart hål med massan av 55 miljoner solar, som ligger precis mellan massorna av det svarta hålet Messier 87 (sex och en halv miljard solar) och Sgr A* i mitten av vår egen galax (cirka fyra miljoner solar).

    I en ny tidning i Natur astronomi , data från 2017 års EHT-observationer har analyserats för att avbilda Centaurus A i oöverträffad detalj. "Detta gör att vi för första gången kan se och studera en extragalaktisk radiojet på skalor som är mindre än den sträcka ljuset färdas på en dag. Vi ser på nära håll och personligen hur ett monstruöst gigantiskt jetplan som lanseras av ett supermassivt svart hål föds, säger astronomen Michael Janssen.

    Jämfört med alla tidigare högupplösta observationer, Jetstrålen som lanserades i Centaurus A avbildas med tio gånger högre frekvens och 16 gånger skarpare upplösning. Med EHT:s upplösningsförmåga, astronomer kopplar nu samman källans stora skalor, som är så stora som 16 gånger månens vinkeldiameter på himlen, till deras ursprung nära det svarta hålet i en region som bara är lika bred som ett äpple på månen när de projiceras på himlen. Det är en förstoringsfaktor på en miljard.

    Förstå jets

    Supermassiva svarta hål som finns i mitten av galaxer som Centaurus A matar gas och damm som attraheras av deras enorma gravitationskraft. Denna process frigör enorma mängder energi och galaxen sägs bli "aktiv". Det mesta som ligger nära kanten av det svarta hålet faller i. några av de omgivande partiklarna flyr ögonblick före fångst och blåser långt ut i rymden:Jets – en av galaxernas mest mystiska och energiska egenskaper – föds.

    Astronomer har förlitat sig på olika modeller av hur materia beter sig nära det svarta hålet för att bättre förstå denna process. Men de vet fortfarande inte exakt hur jetstrålar skjuts upp från dess centrala region och hur de kan sträcka sig över skalor som är större än deras värdgalaxer utan att spridas. EHT strävar efter att lösa detta mysterium.

    Den nya bilden visar att jetstrålen som skjuts upp av Centaurus A är ljusare i kanterna jämfört med mitten. Detta fenomen är känt från andra jetplan, men har aldrig setts så uttalat förut. "Vi tyckte att det var utmanande att förklara med samma modeller som vi använde för M87. Något annat måste hända, som spiralformade magnetfält, vilket ger oss nya ledtrådar om hur de kan "klämma" strålarna, " säger Sera Markoff, vice ordförande, EHT Science Council och professor för teoretisk högenergiastrofysik vid University of Amsterdam.

    Höger:högst upplöst bild av Centaurus A erhållen med Event Horizon-teleskopet. Vänster:sammansatt färgbild av hela galaxen. Kredit:Radboud University; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiß et al.; NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al.; EHT/M. Janssen et al.

    Framtida observationer

    Med de nya EHT-observationerna av Centaurus A-jet, den sannolika platsen för det svarta hålet har identifierats vid utskjutningspunkten för strålarna. Baserat på denna plats, forskarna förutspår att framtida observationer vid en ännu kortare våglängd och högre upplösning skulle kunna fotografera det centrala svarta hålet i Centaurus A. Detta kommer att kräva användning av rymdbaserade satellitobservatorier.

    "Dessa data är från samma observationskampanj som levererade den berömda bilden av det svarta hålet i M87. De nya resultaten visar att EHT tillhandahåller en skattkammare av data om det rika utbudet av svarta hål och det finns fortfarande mer att komma, säger Heino Falcke, EHT styrelseledamot och professor för astrofysik vid Radboud University.

    Bakgrundsinformation

    Att observera Centaurus A-galaxen med denna oöverträffade skarpa upplösning vid en våglängd på 1,3 mm, EHT-samarbetet använde mycket lång baslinjeinterferometri (VLBI), samma teknik som den berömda bilden av det svarta hålet i M87 gjordes med. En allians av åtta teleskop runt om i världen gick samman för att skapa det virtuella Event Horizon-teleskopet i jordstorlek. EHT-samarbetet involverar mer än 300 forskare från Afrika, Asien, Europa, Nord- och Sydamerika.

    TANAMI (Tracking Active Galactic Nuclei with Austral Milliarcsecond Interferometry) är ett multivåglängdsprogram för att övervaka relativistiska jetstrålar i aktiva galaktiska kärnor på södra himlen. Detta program har övervakat Centaurus A med VLBI vid centimetervåglängder sedan mitten av 2000-talet. TANAMI-arrayen består av nio radioteleskop placerade på fyra kontinenter och observerar vid våglängder på 4 cm och 1,3 cm.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com