Astronomer har en grov förståelse för hur galaxer sänder ut strålar från sina kärnor. Galaxy kärnor blåser också ut vindar av joniserad gas, som forskare saknar en allmän förklaring till. SRON-astronomer har nu hittat ett samband mellan jetstrålar och vindar, antyder magnetiska fält som en vanlig orsak. Studien publiceras i Astronomi &Astrofysik .

Astronomer misstänker att varje galax har ett supermassivt svart hål i sin kärna, precis som det nyligen fotograferade svarta hålet i M87. Med en massa på över 1 miljon solar, dessa svarta hål spelar en nyckelroll i galaxernas utveckling. Vissa svarta hål slukar upp enorma mängder stjärndamm och gas från deras värdgalaxer. Dessa så kallade aktiva galaktiska kärnor (AGN) spottar ut en del av materialet som faller på dem i form av jetstrålar och vindar. Astronomer har en ganska etablerad uppfattning om mekanismen bakom jets, men vindarna förblir ett mysterium.

Vanlig mekanism

Magnetiska fält är viktiga aktörer i ett brett spektrum av objekt i universum. I AGN, magnetfältet driver strålar av relativistiska partiklar i motsatta riktningar längs det svarta hålets rotationsaxel (se figur 1). SRON-astronomerna Missagh Mehdipour och Elisa Costantini har nu hittat ett samband mellan jetstrålar och vindar, föreslår en gemensam drivmekanism.

Det visar sig finnas en omvänd korrelation mellan radioemissionen från strålen och mängden gas i AGN:s vind längs vår siktlinje (se figur 2). Beroende på det svarta hålets spinn och magnetfältets konfiguration, den utströmmande kraften fördelas olika på strålen och vinden. En kraftigare jet innebär en svagare vind, och vice versa (se figur 3). Resultaten tyder på att, precis som jetplan, vindar är magnetiskt drivna. Mehdipour och Costantini bekräftade detta genom att utesluta andra möjliga mekanismer för den observerade korrelationen.

Röntgen- och radiosynergi

SRON-forskarna använde XMM-Newton-observationer för att se hur vinden ändrar formen på röntgenspektrumet från AGN längs vår siktlinje. Detta gjorde det möjligt för dem att härleda parametrarna för vinden, särskilt mängden gas i den längs vår synlinje. De använde radiomätningar från litteraturen för att beräkna strålens kraft och modellerade all data med SPEX-koden – utvecklad på SRON av Jelle Kaastra och hans team.

"För vår utredning, AGN var tvungen att lysa tillräckligt starkt i röntgenstrålar och ha en gynnsam lutningsvinkel, " säger Mehdipour. "Detta betyder att vi slutade med sexton AGN i vårt prov. Även om vår upptäckta korrelation är statistiskt signifikant med en sannolikhet för ingen korrelation mycket mindre än 1 procent, ett större urval är önskvärt för en mer generell karakterisering. Framtida röntgenteleskop, särskilt Athena, kommer att göra det möjligt för oss att upptäcka vinden i svagare AGN. Detta skulle öka urvalsstorleken och göra vår slutsats starkare."