Die Arbeit könnte Einblicke in die Funktionsweise von Schwarzlochjets geben und uns helfen, die Expansionsrate des Universums zu verstehen.
Komponenten des Gravitationslinsensystems B0218 + 357. Unterschiedliche Sichtlinien zu einem Hintergrundblazar führen zu zwei Bildern, die Ausbrüche zu geringfügig unterschiedlichen Zeiten zeigen. Die NASA-Fermi hat die ersten Gammastrahlenmessungen dieser Verzögerung in einem Linsensystem durchgeführt. Bild über das Goddard Space Flight Center der NASA.
Gammastrahlen sind eine Strahlungsform, die milliardenfach energiereicher ist als das Licht, das für unsere Augen sichtbar ist. Es wird angenommen, dass einige der energiegeladensten und exotischsten Objekte im Weltraum Gammastrahlen produzieren. Da Gammastrahlen nicht in die Erdatmosphäre eindringen, haben Astronomen Raumfahrzeuge gestartet, um das Universum so zu untersuchen, wie es in Gammastrahlen aussieht. Jetzt haben Astronomen, die das NASA-Gammastrahlenobservatorium Fermi verwendeten, erstmals Gammastrahlenmessungen an einer Gravitationslinse durchgeführt. Sie berichten diese Woche auf dem 223. Treffen der American Astronomical Society in Washington DC über ihre Ergebnisse.
Eine Gravitationslinse wird über eine seltene kosmische Ausrichtung gebildet, die es der Schwerkraft eines massiven Objekts ermöglicht, Licht von einer weiter entfernten Quelle zu biegen und zu verstärken. In dieser Forschung verwendeten die Astronomen ein Merkmal der Gravitationslinsen, genannt verzögerte Wiedergabe die ferne Quelle zu studieren.
Im September 2012 entdeckte Fermis Large Area Telescope (LAT) eine Reihe heller Gammastrahlenfackeln von einer Quelle namens B0218 + 357, die sich 4,35 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbilds Triangulum befindet. Diese starken Flares waren in einem bekannten Gravitationslinsensystem der Schlüssel zur Durchführung der Linsenmessung.
Astronomen klassifizieren B0218 + 357 als Blazar. Es ist eine Art von aktive Galaxie Bekannt für seine intensiven Emissionen und unvorhersehbares Verhalten. Im Herzen des Blazars befindet sich ein milliardenschweres Schwarzes Loch. Die Gammastrahlen werden als Materiespiralen in Richtung des Lochs durch Strahlen von Partikeln erzeugt, die nach außen strahlen und sich in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen bewegen.
Es kommt also vor, dass sich zwischen uns und dem Blazar B0218 + 357 eine frontale Spiralgalaxie befindet. Die Spiralgalaxie erzeugt den Gravitationslinseneffekt und lenkt die Strahlung vom Blazar in verschiedene Bahnen. Infolgedessen sehen Astronomen den Hintergrundblazar als Doppelbilder.
Dieses Hubble-Bild sieht aus wie zwei helle Quellen. Jeder helle Punkt ist jedoch ein Bild eines einzelnen Hintergrundblazars mit der Bezeichnung B0218 + 357. In diesem Bild sehen Sie auch schwache Spiralarme der dazwischenliegenden Spiralgalaxie, die den Linseneffekt erzeugen. B0218 + 357 weist die kleinste derzeit bekannte Trennung von Linsenbildern auf. Bild über NASA / ESA und das Hubble Legacy Archive.
Dieses Bild zeigt, dass eine intervenierende Galaxie als Linse fungieren kann, um aus einem einzelnen Objekt ein Bildpaar zu erstellen. Bild über das Goddard Space Flight Center der NASA.
Jeff Scargle, Astrophysiker am Ames Research Center der NASA in Moffett Field, Kalifornien, sagte:
Ein Lichtweg ist etwas länger als der andere. Wenn wir also Flares in einem Bild erkennen, können wir versuchen, sie Tage später einzufangen, wenn sie im anderen Bild wiedergegeben werden.
2012 identifizierte das Fermi-Team drei Fackelereignisse in B0218 + 357. Sie fanden Verzögerungen bei der Wiedergabe von 11,46 Tagen.
Teammitglied Stefan Larsson, Astrophysiker an der Universität Stockholm in Schweden, sagte:
Im Laufe eines Tages kann eine dieser Fackeln den Blazar in Gammastrahlen um das Zehnfache aufhellen, in sichtbarem Licht und im Radio jedoch nur um 10 Prozent. Dies zeigt, dass die Region, die Gammastrahlen emittiert, im Vergleich zu Regionen mit niedrigeren Energien sehr klein ist .
Die Wissenschaftler sagen, dass der Vergleich von Radio- und Gammastrahlenbeobachtungen mit zusätzlichen Linsensystemen neue Einblicke in die Funktionsweise leistungsstarker Schwarzloch-Jets wie in B0218 + 357 ermöglichen könnte.
Die Arbeit könnte auch wichtige kosmologische Größen wie die Hubble-Konstante, die die Expansionsrate des Universums beschreibt, neu einschränken.
Fazit: Astronomen, die das Fermi-Gammastrahlenteleskop verwenden, haben erstmals eine Gravitationslinse für Gammastrahlen untersucht. Sie studierten einen Blazar namens B0218 + 357. Es wird angenommen, dass die Gammastrahlen von diesem Objekt erzeugt werden, wenn sich die Materie in Richtung eines Schwarzen Lochs mit einer Sonnenmasse von einer Milliarde bewegt und dabei aus dem Loch mächtige Materiestrahlen erzeugt, die sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Der Linseneffekt wird durch eine Spiralgalaxie zwischen uns und B0218 + 357 erzeugt. Astronomen sagen, dass diese Arbeit dazu beitragen sollte, neue Einblicke in die Black-Hole-Jets zu gewinnen.
Lesen Sie mehr über die Studie bei NASA.gov
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