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Astrophysiker tragen eine 3D-Brille, um Quasare zu beobachten und aktive galaktische Kerne zu untersuchen

Aktiver galaktischer Kern

Ein aktiver galaktischer Kern oder Quasar beherbergt ein Schwarzes Loch mit einer umlaufenden Akkretionsscheibe aus Materie und zwei nach außen strahlenden Plasmastrahlen. Bildnachweis: ESA / Hubble, L. Calçada (ESO)

Ein Forscherteam aus Russland und Griechenland hat einen Weg gezeigt, den Ursprung und die Natur von Quasarlicht durch seine Polarisation zu bestimmen. Der neue Ansatz ist analog zu der Art und Weise, wie Kinobrillen ein 3D-Bild erzeugen, indem jedes Auge mit dem Licht einer bestimmten Polarisation gespeist wird: entweder horizontal oder vertikal. Die Autoren der jüngsten Studie in der Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society Es gelang, zwischen dem Licht, das von verschiedenen Teilen der Quasare – ihren Scheiben und Jets – kommt, zu unterscheiden, indem man seine unterschiedlichen Polarisationen erkannte.

Aktive galaktische Kerne, auch Quasare genannt, sind massive Schwarze Löcher, um die Materie kreist. Sie senden zwei entgegengesetzt gerichtete Jets aus Plasma mit Lichtgeschwindigkeit in den Weltraum hinausreisen.

Irgendwelche massiven schwarzes Loch Materie umkreist sie, fällt langsam darauf zu und sendet Licht aus. Diese Angelegenheit bildet eine sogenannte Akkretionsscheibe. Aufgrund eines Mechanismus, der noch nicht vollständig verstanden ist, kann ein Teil der Materie, die sich dem Schwarzen Loch nähert, entkommen. Es wird auf enorme Geschwindigkeiten beschleunigt und entlang der Rotationsachse des Schwarzen Lochs in Form von zwei symmetrischen Strahlen heißen Plasmas ausgestoßen. Wenn ein Quasar beobachtet wird, kommt die von einem Teleskop aufgenommene Strahlung von den Jets, der Akkretionsscheibe sowie von den Sternen, dem Staub und dem Gas in der Wirtsgalaxie.

Um galaktische Kerne zu untersuchen, verwenden die Forscher eine Reihe von Teleskopen. Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass die Teile eines Quasars zwei verschiedene Arten von Licht emittieren, die technisch als deutlich polarisiertes Licht bezeichnet werden.

Astrophysiker tragen 3D-Brillen Watch Quasars

3D-Brillenillustration. Bildnachweis: Daria Sokol / MIPT Press Office

Die meisten Teleskope arbeiten im optischen Bereich und sehen einen galaktischen Kern als winzigen weit entfernten Punkt. Sie können nicht sagen, von welchem ​​Teil des Quasars das Licht kommt und wohin der Strahl zeigt, wenn es sich zufällig um die Lichtquelle handelt. Ein optisches Teleskop kann lediglich die Polarisation des Lichts messen, von der gezeigt wurde, dass sie Hinweise auf die Herkunft dieser Strahlung enthält.

Radioteleskope bieten eine viel bessere Auflösung und erzeugen ein Bild, das die Richtung des Strahls zeigt. Diese Teleskope nehmen jedoch keine Strahlung aus dem interessantesten zentralen Bereich auf, zu dem auch die Akkretionsscheibe gehört.

Die Astrophysiker mussten daher die Stärken beider Teleskoptypen kombinieren, um eine detaillierte Ansicht der Quasare zu erhalten.

Yuri Kovalev, Leiter des MIPT-Labors für Grundlagenforschung und angewandte Forschung relativistischer Objekte des Universums, erklärte: „Die Tatsache, dass Strahlstrahlung polarisiert war, war bekannt. Wir haben die von Radio- und optischen Teleskopen erhaltenen Daten kombiniert und gezeigt, dass die Polarisation entlang des Strahls gerichtet ist. Die Schlussfolgerung daraus ist, dass sich heißes Plasma in einem Magnetfeld bewegen muss, das wie eine Feder gewickelt ist. “

Aber es steckt noch mehr dahinter.

“Es stellte sich heraus, dass wir durch Messung der Polarisation des vom Teleskop aufgenommenen Lichts erkennen können, welcher Teil der Strahlung vom Strahl kam, und seine Richtung bestimmen können”, sagte Alexander Plavin, ein weiterer Mitautor der Studie. „Dies ist analog dazu, wie 3D-Brillen es jedem Auge ermöglichen, ein anderes Bild zu sehen. Es gibt keine andere Möglichkeit, solche Informationen über die Scheibe und den Strahl mit einem optischen Teleskop zu erhalten. “

Die Ergebnisse sind wichtig für die Modellierung des Verhaltens von Schwarzen Löchern, die Untersuchung von Akkretionsscheiben und das Verständnis des Mechanismus, der Partikel in aktiven galaktischen Kernen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.

Referenz: „Optische Polarisationseigenschaften von AGNs mit signifikanten VLBI-Gaia-Offsets“ von YY Kovalev, DI Zobnina, AV Plavin und D Blinov, 11. Januar 2020, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / mnrasl / slaa008

Die in dieser Geschichte berichteten Forschungsergebnisse wurden von der Russian Science Foundation unterstützt.