Dynamics and geometry of the inner sub-parsec-scale jet in 3C 279 observed with the Event Horizon Telescope
Beobachtungen des Event Horizon Telescope am Blazar 3C 279 offenbaren einen intrinsisch orthogonalen, kompakten Kern mit ultrarelativistischen Geschwindigkeiten und niedrigen Leuchttemperaturwerten, was darauf hindeutet, dass der innere Jet auf subparasekalen Skalen scharf in Richtung des Beobachters abknickt, wenngleich die aktuellen Daten nicht ausreichen, um den spezifischen physikalischen Mechanismus zu bestimmen, der diese Geometrie antreibt.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich das Universum als einen riesigen, kosmischen Ozean vor, in dem überall Leuchttürme verstreut liegen, die nicht nur Licht ausstrahlen, sondern auch kraftvolle, superschnelle Energiestrahlen aussenden. Diese werden „Jets“ genannt und werden von supermassereichen Schwarzen Löchern ausgestoßen – den ultimativen kosmischen Staubsaugern, die in den Zentren von Galaxien sitzen. Seit Jahrzehnten versuchen Astronomen herauszufinden, wie diese Schwarzen Löcher ihre Jets einschalten, wie sie sie gerade halten und warum sie manchmal wackeln oder sich biegen. Es ist, als würde man versuchen zu verstehen, wie ein Gartenschlauch Wasser verspritzt, wenn die Düse an einem rotierenden, unsichtbaren Motor befestigt ist. Die Frage ist wichtig, denn diese Jets tragen enorme Mengen an Energie durch das Universum und prägen so, wie Galaxien wachsen und sich entwickeln. Um den Beginn dieser Jets zu sehen, genau dort, wo sie das Schwarze Loch verlassen, benötigen wir ein Teleskop, das so leistungsstark ist, dass es eine Münze auf dem Mond von der Erde aus sehen kann. Das ist das Event Horizon Telescope (EHT): ein globales Team von Radioschüsseln, die zusammenarbeiten, um ein virtuelles Teleskop in der Größe unseres Planeten zu erschaffen.
Lassen Sie uns nun heranzoomen bei einem berühmten kosmischen Leuchtturm namens 3C 279. In dieser neuen Studie hat das EHT-Team im Jahr 2021 einen superscharfen Blick auf die Basis des Jets von 3C 279 geworfen. Was sie fanden, war eine gewisse Überraschung. Anstatt eines geraden Strahls, der wie ein Laser herausgeschossen wird, sieht der innere Teil des Jets aus wie eine gebogene, hakenförmige Nudel. Er steht fast senkrecht zur Richtung, in die der Jet weiter außen fließt, als hätte der Jet direkt an der Quelle plötzlich beschlossen, eine scharfe Kurve zu fahren. Das Team nutzte drei verschiedene computergestützte „Bildgebungsverfahren“, um das Bild zu rekonstruieren, und alle drei stimmten in dieser seltsamen, gebogenen Form überein. Es ist kein Fehler; es ist real.
Die Wissenschaftler haben gemessen, wie schnell die hellen Energiestauchen (Knots) innerhalb dieses gebogenen Jets sich bewegen. Sie fanden heraus, dass einige Teile mit Geschwindigkeiten dahinjagen, die so aussehen, als wären sie 10-mal schneller als das Licht (ein Trick der Perspektive, die als „scheinbare Geschwindigkeit“ bezeichnet wird, weil der Jet fast direkt auf uns gerichtet ist). Dies zeigt uns, dass der Jet unglaublich schnell ist, mit einem „Bulk Lorentz Factor“ (einem schicken Begriff dafür, wie schnell er sich im Verhältnis zur Lichtgeschwindigkeit bewegt) von mindestens 10,3. Da der Jet so schnell ist und so geradlinig auf die Erde gerichtet ist, wird das Licht superhell, wie ein Scheinwerfer, der einem direkt in die Augen leuchtet.
Aber hier liegt das große Rätsel: Warum ist der Jet gebogen? Die Arbeit legt einige Möglichkeiten nahe. Vielleicht prallt der Jet gegen Gas in der Umgebung des Schwarzen Lochs, wie ein Gartenschlauch, der gegen eine Wand trifft. Vielleicht wackelt er, weil magnetische Kräfte in der Nähe des Schwarzen Lochs aufbrechen und sich neu verbinden. Oder vielleicht ist das Schwarze Loch selbst Teil eines Paares, und der Tanz zwischen zwei Schwarzen Löchern lässt den Jet präzedieren oder wackeln, wie ein kreiselnder Kreisel. Die Autoren betonen vorsichtig, dass sie noch nicht bewiesen haben, welche davon es ist. Sie schließen explizit die Idee aus, dass diese gebogene Form nur ein Fehler in ihren Bildern oder ein vorübergehender Schluckauf ist. Sie merken auch an, dass, obwohl einige Leute glauben, dass ein binäres Schwarzes-Loch-System die Ursache sein könnte, es noch nicht genügend Beweise gibt, um dies sicher zu sagen.
Das Team hat auch untersucht, wie sich der Jet über die Jahre verändert hat. Durch den Vergleich ihrer Fotos von 2021 mit älteren Aufnahmen von 2011 und 2017 sahen sie, dass sich die Form und die Richtung des Jets verschoben haben. Es ist, als würde man ein Zeitraffer-Video eines Flusses beobachten, der seinen Lauf verändert. Dies deutet darauf hin, dass der Jet dynamisch und lebendig ist und sich ständig auf Skalen von nur wenigen Lichttagen neu arrangiert. Die Arbeit kommt zu dem Schluss, dass wir zwar ein großartiges neues Bild dieses gebogenen, superschnellen Jets haben, wir aber den Jet über viele weitere Jahre hinweg beobachten müssen, um das Rätsel, was ihn verbiegt, endlich zu lösen. Vorerst wissen wir, dass der Jet ein wildes, schnelles und sich windendes Ding ist, und das EHT hat uns die bisher beste Sicht auf seine chaotische Tanzfläche gegeben.
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