天文學(xué)家研究了Messier 87星系中的AGN射流

天文學(xué)家已經(jīng)仔細(xì)研究了相對(duì)較近的梅西耶87(或M87)星系來(lái)研究其活躍星系核(AGN)的射流。這項(xiàng)新研究在7月31日發(fā)表在arXiv.org上的論文中有所描述，它為噴氣機(jī)的參數(shù)提供了重要的見(jiàn)解，這可以提高對(duì)AGN的理解。

AGN是聚集在一些星系中心的超大質(zhì)量黑洞，當(dāng)它們吸收氣體和塵埃時(shí)會(huì)發(fā)出強(qiáng)大的高能輻射。這些原子核可以形成射流，主要具有圓柱形，圓錐形或拋物線形狀，甚至可以在巨型尺度上觀察到。

距離處女座群約5350萬(wàn)光年，M87是一個(gè)超巨星橢圓星系。它擁有迄今為止發(fā)現(xiàn)的最著名和最引人注目的噴射AGN之一。M87射流很容易在各種物理尺度上被探測(cè)到，這使得天文學(xué)家能夠獲得許多高質(zhì)量的這種特征圖像。這使得它成為研究黑洞吸積物質(zhì)的獨(dú)特來(lái)源。

現(xiàn)在，由Matteo Lucchini領(lǐng)導(dǎo)的荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的三位天文學(xué)家對(duì)M87進(jìn)行了另一項(xiàng)研究，重點(diǎn)研究其AGN噴氣機(jī)的性質(zhì)。他們分析了可用的數(shù)據(jù)集，主要來(lái)自宇航局的錢德拉和費(fèi)米宇宙飛船，以揭示飛機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)。

“在本文中，我們采用了一個(gè)多區(qū)域模型，設(shè)計(jì)為一般相對(duì)論磁流體動(dòng)力學(xué)(GRMHD)的參數(shù)化;這是我們第一次同時(shí)重現(xiàn)射流的觀測(cè)形狀和多波長(zhǎng)光譜能量分布(SED)。發(fā)現(xiàn)了對(duì)射流關(guān)鍵物理參數(shù)的強(qiáng)烈約束，例如粒子加速度和動(dòng)能的位置，“天文學(xué)家在論文中寫道。

研究發(fā)現(xiàn)，粒子加速的位置發(fā)生在非常接近黑洞的位置，比加速距離更接近發(fā)動(dòng)機(jī)。值得注意的是，噴射的高分辨率非常長(zhǎng)基線干涉測(cè)量(VLBI)圖像顯示出在該距離周圍的“擠壓”流出。據(jù)研究人員稱，這表明射流中粒子加速的初始注入可能會(huì)受到這個(gè)夾點(diǎn)區(qū)域的影響。

此外，天文學(xué)家將他們模型的射流動(dòng)力學(xué)和形狀與通過(guò)VLBI流出的直接成像推斷出的那些相匹配。這讓他們發(fā)現(xiàn)核心有限伽馬射線通量的主要貢獻(xiàn)是由于主星系星光的逆康普頓散射，而不是同步加速器自康普頓(SSC)。

此外，研究發(fā)現(xiàn)，在M87的情況下，需要將輻射輕子加速到非常高的洛倫茲因子，以便將同步加速器譜擴(kuò)展到錢德拉能量范圍。該研究還表明，射流中的粒子分布與等溫一致，甚至超出了耗散區(qū)域。

總結(jié)結(jié)果，天文學(xué)家強(qiáng)調(diào)了他們的研究的重要性，并指出它可能是未來(lái)調(diào)查M87和其他噴射AGN的基礎(chǔ)。

“我們的結(jié)果對(duì)于GRMHD模擬與觀測(cè)結(jié)果的比較以及AGN類別的統(tǒng)一模型都具有重要意義。(...)鑒于M87即將對(duì)事件地平線望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè)，我們的結(jié)果尤其重要，它提供了更為詳細(xì)的信息。黑洞附近區(qū)域的成像，“該論文的作者總結(jié)道。