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射电星系发出的高能伽马星井遥射线

天文学与空间 2022-03-02 00:01:10

哈佛-史密森纳天体物理中心 射电星系3C264及其喷流的哈勃图像(来自星系本身及其内部圆盘的光被减去,以便更容易看到喷流)

红色的十字标志着超大质量黑洞AGN的位置(绿色的十字标志着喷射特征的位置)

这幅图像大约有1000光年宽

天文学家已经探测到来自这个星系超大质量黑洞核的可变的、非常高能量的伽马射线发射

信用:NASA/Archer等

, 2020 巨型椭圆星系是宇宙中已知最古老的大型星系结构,没有旋臂,很少或没有当前的恒星形成活动,但它们的中央超大质量黑洞通常是活跃的星系核(AGN)

虽然几乎所有星系的原子核中都有一个超大质量黑洞,但大多数原子核都不是AGN

天文学家认为,巨型椭圆星系形成于宇宙早期,在大爆炸后不到10亿年的时间里,经过一段快速的恒星形成期,然后通过星系合并和星系间介质的气体吸积而演化成更大的星系

同样的吸积有助于为AGN提供能量,从而推动快速运动的带电粒子的强大喷射

这些粒子以无线电频率强烈发射,使这些物体成为射电望远镜的明亮目标,许多这样的星系是在无线电勘测中首次发现的

VERITAS,高能辐射成像望远镜阵列系统,是一个由四个12米望远镜组成的CfA天文台,位于弗雷德L

惠普尔山天文台

亚利桑那州霍普金斯

VERITAS旨在研究伽马射线光子,每个光子的能量大约是钱德拉X射线天文台观测到的最高能量X射线光子的一亿倍

CfA天文学家Wystan Benbow、Michael Daniel、Pascal Fortin、Gareth Hughes和Emmet Roache与一大群同事一起,使用VERITAS在射电明亮的旧椭圆星系中搜索来自AGN的伽马射线光子

他们和其他天文学家意识到,同样是AGN产生的带电粒子射流,以无线电波长辐射,因为它们以接近光速的速度运动,当粒子与低能光子相互作用时,会产生伽马射线辐射

如果这些喷流几乎是面对面观察的话,这种辐射会特别明亮

天文学家在2017年至2019年期间使用维尔软件研究了椭圆星系3C264中的AGN

他们在2018年初发现了非常高能量的伽马射线发射,并意识到这种发射肯定是可变的

这次发射使这个距离地球约3亿光年的AGN成为已知仅有的四个发射高能伽马射线的AGN中距离最远的一个,其喷流是无法面对面观察到的

他们利用各种多波长望远镜进行了一系列的观测,以此来跟踪这一发现:斯威夫特、费米-拉特、钱德拉x光天文台和哈勃太空望远镜,以及利用基特峰机器人控制望远镜、甚长基线阵列和甚大阵列进行的地面光学和无线电观测

该小组复杂的多波长数据和分析程序使他们能够确定3C264可能类似于著名的(非常接近的)M87星系及其喷流;M87包含去年拍摄的超大质量黑洞

到目前为止,只发现了大约200个超高能伽马射线源,包括AGN和非AGN

3C264是椭圆星系中仅有的四个非面对面AGN之一,它的新结果扩展了我们对AGN喷流及其基础物理的了解

该小组正在继续监测来源:在无线电喷气式飞机上看到四个明亮的结,两个预计将在未来几年碰撞,预计当这种情况发生时会有一些烟火

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