Astronomen hebben een globaal begrip van hoe sterrenstelsels jets uit hun kernen uitzenden. Galaxy-kernen blazen ook winden van geïoniseerd gas uit, waarvoor onderzoekers geen algemene verklaring hebben. SRON-astronomen hebben nu een verband gevonden tussen jets en wind, suggereert magnetische velden als een gemeenschappelijke oorzaak. De studie is gepubliceerd in Astronomie en astrofysica .

Astronomen vermoeden dat elk sterrenstelsel in de kern een superzwaar zwart gat herbergt, net als het recent gefotografeerde zwarte gat in M87. Met een massa van meer dan 1 miljoen zonnen, deze zwarte gaten spelen een sleutelrol in de evolutie van sterrenstelsels. Sommige zwarte gaten slokken enorme hoeveelheden sterrenstof en gas op uit hun gaststelsels. Die zogenaamde actieve galactische kernen (AGN) spugen een deel van het materiaal uit dat erop valt in de vorm van stralen en winden. Astronomen hebben een redelijk ingeburgerd idee over het mechanisme achter jets, maar de wind blijft een mysterie.

gemeenschappelijk mechanisme:

Magnetische velden zijn belangrijke spelers in een breed scala aan objecten in het universum. In AGN, het magnetische veld drijft jets van relativistische deeltjes in tegengestelde richtingen langs de rotatie-as van het zwarte gat (zie figuur 1). SRON-astronomen Missagh Mehdipour en Elisa Costantini hebben nu een verband gevonden tussen jets en wind, suggereert een gemeenschappelijk aandrijfmechanisme.

Er blijkt een omgekeerde correlatie te bestaan ​​tussen de radio-emissie van de jet en de hoeveelheid gas in de wind van de AGN langs onze zichtlijn (zie figuur 2). Afhankelijk van de spin van het zwarte gat en de configuratie van het magnetische veld, het uitstromende vermogen wordt anders verdeeld over de straal en de wind. Een krachtigere straal betekent een zwakkere wind, en vice versa (zie figuur 3). De resultaten suggereren dat, net als jets, winden worden magnetisch aangedreven. Mehdipour en Costantini bevestigden dit door andere mogelijke mechanismen voor de waargenomen correlatie uit te sluiten.

X-ray en radio synergie

De SRON-onderzoekers gebruikten XMM-Newton-waarnemingen om te zien hoe de wind de vorm van het röntgenspectrum van de AGN langs onze gezichtslijn verandert. Hierdoor konden ze de parameters van de wind afleiden, vooral de hoeveelheid gas erin langs onze gezichtslijn. Ze gebruikten radiometingen uit de literatuur om het vermogen van de jets te berekenen en modelleerden alle data met de SPEX-code, ontwikkeld bij SRON door Jelle Kaastra en zijn team.

"Voor ons onderzoek AGN moest helder genoeg schijnen in röntgenstralen en een gunstige hellingshoek hebben, ", zegt Mehdipour. "Dit betekent dat we met zestien AGN in onze steekproef eindigden. Hoewel onze ontdekte correlatie statistisch significant is met een waarschijnlijkheid van geen correlatie die veel kleiner is dan 1 procent, een grotere steekproef is wenselijk voor een meer algemene karakterisering. Toekomstige röntgentelescopen, in het bijzonder Athene, zal ons in staat stellen de wind in zwakkere AGN te detecteren. Dit zou de steekproefomvang vergroten en onze conclusie sterker maken."