Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Willem Adrianus Baan von der Forschungsgruppe Sternentstehung und -entwicklung des Xinjiang Astronomical Observatory (XAO) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) hat Hinweise auf eine periodische Scheibeninstabilität in der Scheibe der H2O-Megamaser-Galaxie NGC gefunden 4258.
Ihre Ergebnisse wurden in veröffentlicht Naturastronomie am 30. Juni.
NGC 4258, auch Messier 106 genannt, ist eine nahe gelegene Galaxie, die eine prominente H2O-MegaMaser-Emission beherbergt. Diese Emission entsteht innerhalb der schnell rotierenden Scheibe, die den aktiven galaktischen Kern umgibt, aber die physikalischen Bedingungen, die für diese Emissionen verantwortlich sind, bleiben unklar.
Die Forscher führten Space Very Long Baseline Interferometry (SVLBI)-Experimente mit dem in Russland gebauten RadioAstron-Observatorium in einer verlängerten Erdumlaufbahn zusammen mit großen Bodenteleskopen in Green Bank, USA, und Effelsberg, GER, durch. Sie beobachteten, dass eine Reihe gleichmäßig verteilter Wolken innerhalb der Gasscheibe, die den Kern von NGC 4258 umgibt, für die H2O-MegaMaser-Emission verantwortlich war.
Diese SVLBI-Experimente wurden mit einer Erde-Raum-Verbindungsbasislinie von bis zu 19,5 Erddurchmessern und einer hohen Winkelauflösung der Beobachtungen von 11 Mikrobogensekunden (3 x 10-9 Grad) durchgeführt, was einem Fußabdruck von nur 62 AE entspricht die Galaxie selbst. Es wurde festgestellt, dass die beobachteten molekularen Emissionsregionen innerhalb der rotierenden dünnen Scheibe in einem Radius von nur etwa 0,126 Parsec (0,38 Lichtjahre) um den Schwarzlochkern der Galaxie kreisen.
Die in diesen Regionen erzeugte H2O-MegaMaser-Emission resultiert aus der Maser-Verstärkung durch angeregte/gepumpte Wassermoleküle, wenn die mehreren Wolken vor dem Radiokontinuum im Kern von NGC 4258 treiben. Die Bildung dieser Emissionsregionen, ihre regelmäßige Geschwindigkeitstrennung und ihre zeitabhängige Emission scheint mit dem Auftreten einer periodischen magnetorotatorischen Instabilität vereinbar zu sein.
Diese Art von Scherinstabilität wird durch die unterschiedliche Rotation in der Scheibe angetrieben und es wurde lange angenommen, dass sie die radiale Impulsübertragung und Viskosität innerhalb der Akkretionsscheibe reguliert.
Diese SVLBI-Beobachtungen haben einen ersten detaillierten Einblick in das Innere einer dünnen keplerschen Akkretionsscheibe um einen aktiven galaktischen Kern geliefert.
Willem A. Baan et al, H2O MegaMaser-Emission in NGC 4258, die auf eine periodische Scheibeninstabilität hinweist, Naturastronomie (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01706-y