钱德拉观测确认来自Pictor A的对射

这个新的合成图像以X射线(蓝色)和无线电波(红色)显示了射流。

天文学家已经发现了一个巨大的喷气机,连续爆炸了超过300,000光年,从Pictor A星系中喷出。除了主喷气机之外,他们还发现了喷气机朝相反方向移动的证据。

星球大战专营权具有虚构的“死亡之星”,可以在太空中发射强大的辐射束。但是,宇宙所产生的现象往往超过科幻小说所能想到的。

Pictor A星系就是其中一种令人印象深刻的天体。这个星系位于距地球近5亿光年的地方,其中心包含一个超大质量的黑洞。当物料向事件视界旋转时,释放大量的重力能量,这是下落的物料无法返回的点。这种能量产生了巨大的粒子束或射流,这些粒子以接近光速的速度行进到银河系空间中。

为了获得这架飞机的图像,科学家在15年中的不同时间使用了NASA的钱德拉X射线天文台。在此新合成图像中,钱德拉的X射线数据(蓝色)已与澳大利亚望远镜紧凑阵列(红色)的无线电数据结合在一起。

通过研究X射线和无线电波中所见结构的细节,科学家寻求对这些巨大的准直爆炸有更深入的了解。

Pictor A中的喷气机[向右]是离我们最近的喷气机。它在300,000光年的距离内显示连续的X射线发射。相比之下,整个银河系的直径约为100,000光年。由于其相对的接近性以及钱德拉(Chandra)制作详细X射线图像的能力,科学家们可以查看喷气机的详细特征,并测试有关产生X射线的方式的想法。

除了观察到的指向图像右侧的突出喷流之外,研究人员还报告了另一种指向相反方向的喷流的证据,称为“逆向喷流”。尽管先前曾报道过这种反冲的初步证据,但这些新的钱德拉数据证实了它的存在。与反向射流相比,反向射流的相对模糊性可能是由于反向射流的运动远离视线到地球。

标记的图像显示了超大质量黑洞,射流和反向射流的位置。还被标记为“无线电波瓣”,喷气机将喷气推入周围的气体中,并且是由冲击波(类似于超音速飞机的音爆)引起的“热点”,在喷气机尖端附近。

用钱德拉观察到的射流和反射流的详细特性表明,它们的X射线发射可能来自围绕磁场线旋转的电子,该过程称为同步加速器发射。在这种情况下,电子在沿着喷嘴移出时必须不断地重新加速。这种情况的发生方式尚不完全清楚

研究人员排除了产生喷气机X射线发射的另一种机制。在这种情况下,电子以接近光速的速度从射流中的黑洞飞走,穿过宇宙大爆炸后宇宙高温初期遗留下来的宇宙背景辐射(CMB)。当快速移动的电子与这些CMB光子之一碰撞时,它可以将光子的能量提升到X射线带。

射流的X射线亮度取决于电子束的功率和背景辐射的强度。来自Pictor A中的射流和反向射流的X射线的相对亮度与涉及CMB的此过程中预期的不匹配,并有效地消除了它作为射流中X射线产生的来源。

描述这些结果的论文将发表在《皇家天文学会月刊》上。作者是英国赫特福德郡大学的Martin Hardcastle,澳大利亚悉尼大学的Emil Lenc,英国布里斯托大学的Mark Birkinshaw,英国南安普顿大学的Judith Croston,美国南安普顿大学的Joanna Goodger。赫特福德郡大学,麻省剑桥麻省理工学院的Herman Marshall,佛罗里达理工学院的Eric Perlman,麻省剑桥的哈佛-史密森尼天体物理学中心的Aneta Siemiginowska,波兰Jagiellonian大学的Lukasz Stawarz和戴安娜(Diana)来自布里斯托大学的Worrall。

研究报告的PDF副本:钱德拉对Pictor A的深入观察

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