Herkules A. (R. Timmerman; LOFAR & Hubble-Weltraumteleskop) Ein Teleskopnetzwerk, das jahrelang in den Weltraum gestarrt hat, hat endlich einige der herrlichsten Detailbilder geliefert, die wir je von anderen Galaxien gesehen haben.
Diese Bilder sind nicht nur spektakulär schön, sie enthüllen auch in beispielloser Detailliertheit das Innenleben dieser riesigen kosmischen Objekte und geben uns neue Einblicke in die Funktionsweise von Galaxien im Allgemeinen. Die bisherigen Erkenntnisse wurden in einer Sonderausgabe von veröffentlicht Astronomie und Astrophysik .
Die Beobachtungen wurden mit dem Low Frequency Array ( VERSPRECHEN ), das derzeit größte Niederfrequenz-Radioteleskopnetzwerk auf der Erde. Es kann Beobachtungen von rund 70.000 über ganz Europa verteilten Antennen mit einer Technik namens kombinieren Radiointerferometrie um einige der empfindlichsten Radiobeobachtungen des Nachthimmels durchzuführen.
Das hat uns einiges beschert unglaublich neu Information um das Universum , aber die neuen Beobachtungen gehen noch einen Schritt weiter, mit einer Auflösung, die 20-mal höher ist als üblich. Dies liegt daran, dass Standard-LOFAR-Operationen nur über die Antennen in den Niederlanden durchgeführt werden, wo die Zusammenarbeit ihren Hauptsitz hat.
Über: Radioaufnahmen zeigen einen gewaltigen Wind, der von verschmelzenden Galaxien weht. (N. Ramírez-Olivencia et al.; NASA, ESA, das Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration und A. Evans (UVA Charlottesville/NRAO/Stony Brook University); R. Cumming)
Da diese Antennen über eine Fläche von 120 Kilometern (75 Meilen) verteilt sind, bedeutet dies, dass die „Öffnung“ des Teleskops effektiv etwa 120 Kilometer groß ist. Für die neuen Beobachtungen nutzte eine internationale Zusammenarbeit das gesamte Spektrum aus ganz Europa – praktisch ein 2.000 Kilometer (1.243 Meilen) großes Radioteleskop.
„Unser Ziel ist es, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft dadurch das gesamte europäische Netzwerk der LOFAR-Teleskope für ihre eigene Wissenschaft nutzen kann, ohne Jahre damit verbringen zu müssen, ein Experte zu werden.“ sagte die Astronomin Leah Morabito der Durham University im Vereinigten Königreich.
Neun Beiträge in der Sonderausgabe von Astronomie und Astrophysik widmen sich einem der erstaunlichsten Phänomene im Zusammenhang mit galaktischem Verhalten – relativistische Teilchenjets Von aktivem Supermassereichen in den intergalaktischen Raum gesprengt Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien.
(A. Kappes)
Diese sind im optischen Wellenlängenbereich unsichtbar, aber im Radiowellenlängenbereich leuchten sie – was bedeutet, dass Radiobilder uns einen Einblick in die Entstehung und Ausbreitung der Jets geben können.
Es ist allgemein bekannt, dass, sobald etwas die kritische Schwelle, den sogenannten Ereignishorizont, überschreitet, nichts der Anziehungskraft von a entkommen kann schwarzes Loch . Aber die Region um ein aktives Schwarzes Loch ist äußerst dynamisch. Das Material wird zu einer Scheibe geschleudert, die das Schwarze Loch umkreist und wie Wasser in einen Abfluss hineinströmt.
Vom inneren Rand dieser Akkretionsscheibe wird eine kleine Menge des wirbelnden Materials irgendwie um die Außenseite des Ereignishorizonts in Richtung der Pole geschleudert, wo es mit Geschwindigkeiten abgeschossen wird, die einen erheblichen Prozentsatz der Lichtgeschwindigkeit ausmachen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass die magnetischen Feldlinien um das Schwarze Loch als Synchrotron wirken und diese Teilchen auf relativistische Geschwindigkeiten beschleunigen.
So sehen entfernte Jets bei extrem niedrigen Frequenzen aus. (C. Groeneveld)
Es gibt jedoch vieles, was wir über diesen Prozess nicht verstehen, und die neuen LOFAR-Daten helfen dabei, die fehlenden Teile zu ergänzen.
„Diese hochauflösenden Bilder ermöglichen es uns, hineinzuzoomen, um zu sehen, was wirklich passiert, wenn supermassereiche Schwarze Löcher Radiojets starten, was vorher bei Frequenzen in der Nähe des UKW-Radiobands nicht möglich war.“ erklärte der Astronom Neal Jackson von der University of Manchester im Vereinigten Königreich.
Die Galaxien analysiert enthalten 3C 293 , eine Galaxie mit riesigen, eigenartigen Radiokeulen, die auf einen unterbrochenen Jetflow schließen lassen. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Galaxie aufgrund von Jet-Störungen und intermittierender Treibstoffzufuhr mehrere Aktivitätsperioden durchgemacht hat, was darauf hindeutet, dass ihr supermassereiches Schwarzes Loch mindestens eine Ruhephase durchgemacht hat.
Ein anderes Papier analysiert Licht einer Galaxie das mehr als 11 Milliarden Lichtjahre zurückgelegt hatte – bei niedrigen Frequenzen ist es normalerweise ziemlich schwierig, es im Detail zu beobachten.
Diese Beobachtung ermöglichte eine Untersuchung darüber, warum so weit entfernte Radiogalaxien spezifische Signaturen aufweisen; Letztendlich konnte keine schlüssige Antwort gefunden werden, aber die Beobachtung ebnet den Weg für mehr in der Zukunft.
(R. Timmerman; LOFAR & Hubble-Weltraumteleskop)
Und eine Untersuchung des Spektakulären Radiogalaxie Herkules A untersuchte Ringstrukturen in seinen Radiokeulen. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass diese das Ergebnis einer intermittierenden Verstärkung und Abschwächung der Jets waren, wodurch die beobachteten Strukturen entstanden.
Diese Hinweise können uns helfen, die Prozesse zu verstehen, die Radiostrahlen erzeugen und formen, aber die gesammelten Arbeiten haben viel tiefere Auswirkungen. Die Papiere stellen auch einen bedeutenden Meilenstein in der Radioastronomie dar und demonstrieren die Fähigkeiten eines Netzwerks wie LOFAR, die Geheimnisse des Universums zu verstehen.
Die Artikelreihe wurde veröffentlicht in Astronomie und Astrophysik .