Studie enthüllt Terminierungsschocks und ausgedehnte Röntgenemission in der aktiven Galaxie Markarian 78

Unter Verwendung des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA haben Astronomen des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) und anderswo eine aktive Galaxie namens Markarian 78 untersucht. Sie berichten, dass die Quelle Terminierungsschocks und ausgedehnte Röntgenstrahlenemission aufweist. Die Studie wurde in einem am 27. April auf arXiv.org veröffentlichten Artikel ausführlich beschrieben.

Aktive galaktische Kerne (AGNs) sind akkretierende, supermassereiche Schwarze Löcher, die sich in den Zentren einiger Galaxien befinden und starke, hochenergetische Strahlung aussenden, wenn sie Gas und Staub ansammeln. Diese Kerne können Jets mit meist zylindrischen, konischen oder parabolischen Formen bilden, die sogar auf Megaparsec-Skalen beobachtet werden. Im Allgemeinen werden Galaxien, die AGNs beherbergen, als aktive Galaxien bezeichnet.

In einer Entfernung von etwa 521 Millionen Lichtjahren von der Erde ist Markarian 78 (oder kurz Mrk 78) eine Seyfert-Galaxie vom Typ II mit einer geschätzten Größe von etwa 2.400 Lichtjahren. Die Emission dieser Galaxie im mittleren Infrarot wird von AGN-erhitztem Staub dominiert, und die intrinsische 2−10 keV-Leuchtkraft dieser Quelle wurde mit zwischen 8 und 12 Trizillionen erg/s gemessen.

Frühere Beobachtungen von Mrk 78 ergaben, dass sein Funkstrahl durch das ionisierte Gas, auf das er trifft, abgelenkt und beschleunigt wird. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass der Funkstrahl von einer kompakten Wolke unterbrochen wird und sich zu einer undichten „Blase“ ausdehnt, die ionisierte Gasknoten beschleunigt und abträgt.

Um einen besseren Überblick über die physikalischen Mechanismen zu erhalten, durch die das zentrale AGN auf das Gas in Mrk 78 einwirkt, führte ein Team von Astronomen unter der Leitung von Francesca M. Fornasini vom CfA Röntgenbeobachtungen dieser Galaxie mit dem Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) von Chandra durch. . Die Ergebnisse wurden mit früheren Radiostudien dieser Quelle verglichen.

Den Forschern gelang es, die innere Region von Mrk 78 mit einer Auflösung von weniger als einer Bogensekunde in Röntgenstrahlen abzubilden, und sie fanden eine komplexe Morphologie mit spektralen Variationen auf Skalen von 650 bis 6.500 Lichtjahren. Obwohl die Beobachtungen einen kompakten (Durchmesser etwa 2.300 Lichtjahre) Röntgenknoten auf der Ostseite der Quelle entdeckten, der mit dem Funkknoten zusammenfällt, stellt sich heraus, dass seine Westseite ganz anders ist, da sie von einem dominiert wird ausgedehnte Schleife der Röntgenemission (etwa 5.500 Lichtjahre vom Kern entfernt und etwa 4.500 Lichtjahre im Durchmesser.

Darüber hinaus identifizierten die Astronomen in den erweiterten Emissionsregionen komplexe Spektren, die mindestens zwei Komponenten, entweder photoionisiert oder thermisch, und eine mögliche intrinsische Verdunkelung erfordern. Es wurde festgestellt, dass die spektrale Anpassung dieser erweiterten Emission Modelle bevorzugt, die thermische Modelle enthalten, die repräsentativ für die Schockemission sind.

Die Wissenschaftler schätzen, dass die thermische Energie, die durch diese Terminierungsschocks in das interstellare Medium injiziert werden kann, zwischen 200 und 600 Zwölfzillionen erg/s beträgt. Auf dieser Grundlage berechneten sie, dass die Gesamtleistung, die durch die Schocks in diesen Regionen freigesetzt wird, auf 200 bis 2.000 Zwölfzillionen Erg/s geschätzt wird.

Im Allgemeinen stellten die Forscher fest, dass die Erschütterungen auf der Westseite von Mrk 78 etwa 3.260 Lichtjahre weiter draußen auftreten als auf der Ostseite. Sie nehmen an, dass weiche, röntgengeschockte Emission näher am Kern vorhanden ist, aber stark absorbiert wird, oder dass geschocktes Gas näher am Kern zu heiß ist, um schnell abzukühlen. Diese beiden Hypothesen sind laut den Autoren der Arbeit die plausibelsten Erklärungen für eine solche Verschiebung der westlichen Röntgenstrahlung vom Abflussumschlagsradius.

© 2022 Science X Netzwerk