Genom att använda tekniken Very Long Baseline Interferometry (VLBI), astronomer har undersökt strålen i parsekskala från en neutrino-emitterande blazar känd som TXS 0506+056. Resultaten av den nya studien, presenterades 1 maj på arXiv.org, kasta mer ljus över egenskaperna hos denna jet, vilket skulle kunna förbättra förståelsen för neutriner med mycket hög energi (VHE).

Blazars, klassificeras som medlemmar av en större grupp av aktiva galaxer som är värd för aktiva galaktiska kärnor (AGN), är kraftfulla emissionskällor över det elektromagnetiska spektrumet från radio till mycket högenergi-gammafrekvenser. Deras karakteristiska egenskaper är relativistiska jetstrålar som pekar nästan exakt mot jorden.

I allmänhet, blazarer uppfattas av astronomer som högenergimotorer som fungerar som naturliga laboratorier för att studera partikelacceleration, relativistiska plasmaprocesser, magnetfältsdynamik och svarta håls fysik. Därför, Högupplösta observationer av blazarer och deras jetstrålar i olika våglängder kan vara avgörande för att förbättra förståelsen av dessa fenomen.

På ett avstånd av cirka 5,75 miljarder ljusår, TXS 0506+056 är en VHE-blazar som upptäcktes som en radiokälla 1983. Det är den första kända källan till astrofysiska neutrinos med hög energi. Efter upptäckten av en neutrino-händelse kallad IceCube-170922A, sammanfaller med blazarens riktning och ankomsttid under en gammastrålning, en intensiv multi-våglängdsövervakning av detta objekt påbörjades.

Radio VLBI-observationer har potential att lokalisera produktionsplatserna för neutriner. Så ett team av astronomer ledda av Xiaofeng Li från Shanghai Astronomical Observatory, Kina, analyserade arkiv-VLBI-data angående TXS 0506+056, fokuserar på sin jet. Studien är baserad på datauppsättningar från VLBI Calibrator Survey (VCS)-projektet, övervakning av jetstrålar i aktiva galaktiska kärnor med undersökningsarkivet Very Long Baseline Array (VLBA) Experiments (MOJAVE), och National Radio Astronomy Observatory (NRAO) dataarkiv.

"Jetegenskaperna i pc-skala hos den neutrino-emitterande blazaren TXS 0506+056 utforskas här med hjälp av multifrekvens, multi-epok VLBI-data, " står det i tidningen.

Studien fann att blazarens jetstruktur visar upp en spiralformad bana som har sitt ursprung i växande instabilitet, med en föregående period på fem till sex år. Jetstrålen består av en kärna och fyra komponenter betecknade J1 till J4. Storleken på jetkomponenterna ökar med det radiella avståndet från centrum, därför är den yttersta komponenten J1 den mest utdragna med den största storleken, och den innersta J4 har den minsta storleken.

Enligt tidningen, strålen i TXS 0506+056 har en lutningsvinkel på cirka 20 grader och en halv öppningsvinkel på cirka 3,8 grader. Astronomerna noterade att jetstrålens skenbara hastighet och dess beräknade strålningsparametrar tyder på att det är en måttligt relativistisk jet.

Vidare, strålens magnetiska fältstyrka uppskattades till mellan 0,2 och 0,7 G, minskat under den senaste pågående uppblossningsperioden. Forskarna tillade att detta pekar på en omvandling av magnetfältets energitäthet till partikelenergitäthet. Denna process hjälper till att accelerera partiklar vid injektion vid jetbasen, som sedan producerar blossarna.

"Neutrinohändelsen som detekterades under uppkomsten av radiosignalen kan sedan associeras med början av partikelinjektion och acceleration som kan innehålla en stor del av den omvandlade energitätheten. Detta scenario ger stöd till ett lepto-hadroniskt ursprung för VHE-neutrinerna och gammastrålning på grund av ett co-spatialt ursprung vid partikelinjektions- och accelerationsstället, ", avslutade författarna till tidningen.

© 2020 Science X Network