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天文学家研究了Messier 87星系中的AGN射流

IT资讯 2019-08-09 10:46:27

天文学家已经仔细研究了相对较近的梅西耶87(或M87)星系来研究其活跃星系核(AGN)的射流。这项新研究在7月31日发表在arXiv.org上的论文中有所描述,它为喷气机的参数提供了重要的见解,这可以提高对AGN的理解。

AGN是聚集在一些星系中心的超大质量黑洞,当它们吸收气体和尘埃时会发出强大的高能辐射。这些原子核可以形成射流,主要具有圆柱形,圆锥形或抛物线形状,甚至可以在巨型尺度上观察到。

距离处女座群约5350万光年,M87是一个超巨星椭圆星系。它拥有迄今为止发现的最着名和最引人注目的喷射AGN之一。M87射流很容易在各种物理尺度上被探测到,这使得天文学家能够获得许多高质量的这种特征图像。这使得它成为研究黑洞吸积物质的独特来源。

现在,由Matteo Lucchini领导的荷兰阿姆斯特丹大学的三位天文学家对M87进行了另一项研究,重点研究其AGN喷气机的性质。他们分析了可用的数据集,主要来自美国宇航局的钱德拉和费米宇宙飞船,以揭示飞机的关键参数。

“在本文中,我们采用了一个多区域模型,设计为一般相对论磁流体动力学(GRMHD)的参数化;这是我们第一次同时重现射流的观测形状和多波长光谱能量分布(SED)。发现了对射流关键物理参数的强烈约束,例如粒子加速度和动能的位置,“天文学家在论文中写道。

研究发现,粒子加速的位置发生在非常接近黑洞的位置,比加速距离更接近中央发动机。值得注意的是,喷射的高分辨率非常长基线干涉测量(VLBI)图像显示出在该距离周围的“挤压”流出。据研究人员称,这表明射流中粒子加速的初始注入可能会受到这个夹点区域的影响。

此外,天文学家将他们模型的射流动力学和形状与通过VLBI流出的直接成像推断出的那些相匹配。这让他们发现核心有限伽马射线通量的主要贡献是由于主星系星光的逆康普顿散射,而不是同步加速器自康普顿(SSC)。

此外,研究发现,在M87的情况下,需要将辐射轻子加速到非常高的洛伦兹因子,以便将同步加速器谱扩展到钱德拉能量范围。该研究还表明,射流中的粒子分布与等温一致,甚至超出了耗散区域。

总结结果,天文学家强调了他们的研究的重要性,并指出它可能是未来调查M87和其他喷射AGN的基础。

“我们的结果对于GRMHD模拟与观测结果的比较以及AGN类别的统一模型都具有重要意义。(...)鉴于M87即将对事件地平线望远镜进行观测,我们的结果尤其重要,它提供了更为详细的信息。黑洞附近区域的成像,“该论文的作者总结道。

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