Een internationaal team van astrofysici heeft voor het eerst waargenomen dat de straal van een quasar op lange radiogolflengten minder krachtig is dan eerder werd voorspeld. Deze ontdekking geeft nieuwe inzichten in de evolutie van quasar-jets. Ze maakten deze waarneming met behulp van de internationale Low Frequency Array (LOFAR) telescoop, die hoge resolutie radiobeelden van quasar 4C+19.44 produceerde, meer dan 5 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd.

In de centrale gebieden van sterrenstelsels bevinden zich superzware zwarte gaten die vele miljoenen keren massiever zijn dan de zon. Ze worden nog groter door nabijgelegen gas en stof aan te trekken en te consumeren. Als ze materiaal snel consumeren, de invallende materie schijnt helder en de bron staat bekend als een quasar. Een deel van deze invallende materie wordt niet verteerd, maar wordt in plaats daarvan uitgeworpen in de vorm van zogenaamde jets die miljoenen lichtjaren door het omringende melkwegstelsel en de intergalactische ruimte inslaan. Deze straaljagers, helder schijnend op radiogolflengten, zijn samengesteld uit deeltjes die zijn versneld tot bijna de lichtsnelheid, maar precies hoe deze deeltjes energieën bereiken die op aarde niet haalbaar zijn, moet nog volledig worden opgelost.

De ontdekking op quasar 4C+19.44 geeft nieuwe inzichten in de balans tussen de energie in het veld rond de quasar en die in de quasarstraal. Deze bevinding geeft aan dat het fenomeen voortkomt uit een intrinsieke eigenschap van de bron in plaats van absorptie-effecten. Het impliceert dat het beschikbare energiebudget om deeltjes te versnellen en de balans tussen energie opgeslagen in deeltjes en in het magnetische veld lager is dan verwacht.

"Dit is een belangrijke ontdekking die de komende jaren zal worden gebruikt om simulaties van jets te verbeteren. We hebben voor het eerst een nieuwe signatuur van deeltjesversnelling waargenomen in het vermogen dat wordt uitgezonden door quasar-jets op lange radiogolflengten - een onverwacht gedrag dat onze interpretatie van hun evolutie, " zei Prof. Francesco Massaro van de Universiteit van Turijn. "Dit was al ontdekt in andere kosmische bronnen, maar het was nooit eerder waargenomen in quasars."

Het internationale team van astrofysici observeerde de straal van de quasar 4C+19.44 op korte radiogolflengten, in zichtbaar licht, en röntgengolflengten. Door de toevoeging van de LOFAR-beelden konden astrofysici deze ontdekking doen. LOFAR is de eerste radiofaciliteit die werkt op lange radiogolflengten, die scherpe beelden produceert met een resolutie die vergelijkbaar is met die van de Hubble-ruimtetelescoop.

"We hebben dit experiment kunnen uitvoeren dankzij de hoogste resolutie die ooit is bereikt op deze lange radiogolflengten, mogelijk gemaakt door LOFAR." Zei Dr. Adam Deller, een astrofysicus van de Swinburne University of Technology die bij ASTRON in Nederland heeft bijgedragen aan de LOFAR-gegevensanalyse en beeldvorming van 4C +19.44, hart van de LOFAR-samenwerking.

Dr. Raymond Oonk, een astronoom bij ASTRON en de Universiteit Leiden en Dr. Javier Moldon, astronoom aan de Universiteit van Manchester, legde uit dat "We hebben nieuwe kalibratietechnieken voor LOFAR ontwikkeld en dit heeft ons in staat gesteld om compacte radiostructuren te scheiden in de quasarstraal die bekend staat als radioknopen, en meet hun uitgestraalde licht. Dit resultaat was onverwacht, en vraagt ​​om diepgaander onderzoek. Binnenkort komen er nieuwe inzichten en aanwijzingen over deeltjesversnelling, dankzij de internationale stations van LOFAR."

De waarneming uitgevoerd op de radiojet van 4C+19.44 is ontworpen door Dr. D.E. Harris, promotor van Prof. Francesco Massaro, terwijl hij enkele jaren geleden bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics werkte. Hij voerde de observatie uit in samenwerking met Dr. Raffaella Morganti en zijn vrienden en collega's bij ASTRON. Hij kreeg alleen de kans om voorlopige resultaten te zien, aangezien hij op 6 december 2015 overleed. Deze publicatie, gepubliceerd in het eerste maartnummer van de Astrofysisch tijdschrift , is ter nagedachtenis aan zijn carrière, die een groot deel van de geschiedenis van de radioastronomie omvatte.