Astronomen beobachten einen hellen relativistischen Strahl von einem entfernten Blazar aus
Astronomen haben einen hellen Einweg-Materialstrahl beobachtet, der mit einer Geschwindigkeit von drei Vierteln der Lichtgeschwindigkeit aus dem Kern des Blazar-PSO J030947.49 + 271757.31 (im Folgenden PSO J0309 + 27) ausgestoßen wird.
Blazare sind aktive galaktische Kerne mit relativistischen Materiestrahlen, die fast frontal mit Lichtgeschwindigkeit auf uns zukommen.
Sie leuchten nicht nur mit sichtbarem Licht, sondern auch mit allen Arten von Strahlung, von Radiowellen bis zu Gammastrahlen.
Trotz intensiver Beobachtungs- und theoretischer Bemühungen über mehrere Jahrzehnte sind die Details der Astrophysik von Blazaren nach wie vor wenig bekannt.
PSO J0309 + 27 wurde 2019 entdeckt und ist etwa 12,8 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt.
Das Objekt ist so sichtbar, wie es war, als das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war oder etwas mehr als 7% seines gegenwärtigen Alters.
Es ist der hellste funkemittierende Blazar, der jemals in dieser Entfernung gesehen wurde. Es ist auch das zweithellste Blazar, das in dieser Entfernung Röntgenstrahlen aussendet.
In der neuen Studie führte ein Astronom der Universität Bologna Follow-up-Beobachtungen von PSO J0309 + 27 mit Jansky Very Large Array (VLA) -Teleskopen und einem sehr langen Basissystem (VLBA) durch.
"In dem neuen Bild kommt die hellste Funkemission vom galaktischen Kern in der unteren rechten Ecke", sagten die Forscher. "Der Jet wird von der Gravitationsenergie eines supermassiven Schwarzen Lochs in seinem Kern angetrieben und bewegt sich nach außen in Richtung der oberen linken Ecke."
Der hier gezeigte Jet erstreckt sich über ungefähr 1.600 Lichtjahre und zeigt die Struktur im Inneren.
Die Analyse der Eigenschaften von PSO J0309 + 27 unterstützt einige theoretische Modelle, warum Blazare im frühen Universum selten sind.
"Wenn PSO J0309 + 27 ein echtes Blazar ist, wie seine Röntgenstrahlungseigenschaften belegen, sollten wir feststellen, dass sein volumetrischer Lorentz-Faktor relativ niedrig sein sollte", schrieben die Wissenschaftler in ihrer Arbeit (Der Lorentz-Faktor in der relativistischen Kinematik ist eine monoton zunehmende Funktion der Geschwindigkeit , die gegen unendlich tendiert, wenn die Geschwindigkeit gegen die Lichtgeschwindigkeit tendiert).
Dieser Wert würde für das derzeit vorgeschlagene Szenario sprechen, um die Knappheit von Blazaren mit hoher Rotverschiebung mit den aktuellen Prognosen in Einklang zu bringen.
Wir können jedoch nicht ausschließen, dass PSO J0309 + 27 aus einem weiten Betrachtungswinkel sichtbar ist, was bedeutet, dass Röntgenstrahlen beispielsweise durch Compton-Rückstreuung vom kosmischen Mikrowellenhintergrund verstärkt werden sollten.
Um zu testen, ob sich ihre Eigenschaften wirklich von denen der Blazarpopulation mit niedriger Rotverschiebung unterscheiden, sind strengere Einschränkungen für den Lorentz-Volumenfaktor in PSO J0309 + 27 und für diese Faktoren in anderen Blazaren mit hoher Rotverschiebung erforderlich.
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.