Gravitationslinsen liefern neue Erkenntnisse über radioleise Quasare

Links: Rekonstruktion des radioleisen Quasars HS0810+2554 nach der Korrektur der Verzerrungen. Rechts: Die Daten des VLA zeigen, wie die Quelle nach der Passage der verzerrenden Galaxie aussieht. (N. Jackson / NRAO)
Links: Rekonstruktion des radioleisen Quasars HS0810+2554 nach der Korrektur der Verzerrungen. Rechts: Die Daten des VLA zeigen, wie die Quelle nach der Passage der verzerrenden Galaxie aussieht. (N. Jackson / NRAO)

Minijets aus Materie, die von einem zentralen supermassiven Schwarzen Loch ausgestoßen wurden, scheinen für schwache Radioemissionen bei “radioleisen” Quasaren verantwortlich zu sein. Eine Studie anhand der gravitativ verzerrten Abbilder von vier radioleisen Quasaren hat die Struktur dieser entfernten Galaxien in beispiellosen Einzelheiten enthüllt. Damit waren Astronomen in der Lage, die Radioemissionen bis in eine sehr kleine Region im Zentrum des Quasars zurückzuverfolgen und bei der Lösung eines 50 Jahre alten Rätsels um ihre Quelle zu helfen. Die Ergebnisse wurden von Dr. Neal Jackson am 1. Juli 2016 auf dem National Astronomy Meeting in Nottingham präsentiert.

“Bei radiolauten Quasaren stammen die intensiven Radioemissionen eindeutig von starken Materiejets, die aus der Nähe um ein zentrales Schwarzes Loch ausgestoßen werden. Im Gegensatz dazu sind die Radioemissionen von radioleisen Quasaren extrem schwach und schwer zu beobachten, deshalb war es schwierig, ihre Quelle zu identifizieren”, erklärte Jackson vom Jodrell Bank Centre for Astrophysics in Manchester. “Um die meisten radioleisen Quasare zu untersuchen, müssen wir warten, bis zukünftige extrem große Teleskope wie das Square Kilometre Array in Betrieb gehen. Wenn wir allerdings radioleise Quasare finden, deren Strahlung durch Galaxien vor ihnen gravitativ gebündelt wird, dann können wir die gesteigerte Helligkeit verwenden, um sie mit heutigen Radioteleskopen zu untersuchen.”

Der Gravitationslinseneffekt ist ein Phänomen, bei dem das Licht entfernter Objekte durch das Gravitationsfeld massereicher Objekte im Vordergrund verzerrt wird, ähnlich wie Licht, das durch eine Glaslinse fällt. Die Massenverteilung in einer Galaxie agiert wie eine Linse, die wie der Boden eines Weinglases geformt ist, und erzeugt Mehrfachbilder der Hintergrundobjekte, wobei die Abbilder zu Bögen und Ringen verzerrt sind.

Jackson und seine Kollegen nutzten das Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) in New Mexico, um vier Gravitationslinsensysteme zu untersuchen, bei denen der Quasar im Hintergrund als ein Ring aus vier verzerrten Abbildern erscheint. Zwei der Systeme wurden ebenfalls mit dem e-MERLIN Array in Großbritannien beobachtet. Nach der Korrektur der Verzerrungseffekte der Linse konnte das Team die Größen der Radiowellen emittierenden Regionen in der Quasar-Stichprobe exakt messen.

“Die Ursache der Radioemissionen bei radioleisen Quasaren war Gegenstand von Diskussionen. Eine Theorie besagte, dass sie von mehreren einzelnen Supernova-Explosionen in der Galaxie um den Quasar erzeugt wurden”, sagte Jackson. “Diese neuen Beobachtungen haben uns ermöglicht, die Emissionen bis in eine sehr kleine Region zurückzuverfolgen, die für einen aktiven galaktischen Kern typisch ist – beispielsweise Jets von einem supermassiven Schwarzen Loch. Wir arbeiten momentan an weiteren Daten, von denen wir hoffen, dass sie unsere bisherigen Ergebnisse bestätigen werden. Wenn dem so ist, können wir die Supernova-Erklärung ausschließen, laut der die Radioemissionen aus einer viel größeren Region stammen sollten, und bestätigen, dass die Prozesse hinter radioleisen Quasaren die gleichen sind wie bei ihren radiolauten Gegenstücken – nur in einer kleineren Größenordnung.”

Quelle: https://nam2016.org/press-releases/99-gravitational-lens-zooms-in-on-why-some-quasars-have-the-radio-turned-down

(THK)

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