2 december 2022

Deeltjes in de jet van een blazar worden versneld door een schokgolf

Onder een illustratie van de blazar links en IXPE rechts, de inzet toont de straling in de jet ná de schokgolf. Credit: NASA/Pablo Garcia

Sterrenkundigen hebben met behulp van NASA’s Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE), een röntgenruimtetelescoop die december vorig jaar werd gelanceerd, ontdekt dat de deeltjes in de jet of straalstroom van een blazar worden versneld door een schokgolf. Blazars zijn sterrenstelsels met een ‘Actieve Galactische Nucleus’ (AGN), een kern met een superzwaar zwart gat dat door toevoer van materie erg actief is en dat omringd wordt door een snel roterende gloeiendhete accretieschijf. Vanuit de polen van de schijf schieten twee jets of straalstromen van heet plasma de ruimte in, naar tegenovergestelde richtingen. Bij een blazar is één van die jets altijd recht op de aarde gericht – wees gerust, de afstand is zo groot dat het geen schade kan berokkenen. Yannis Liodakis (Finnish Centre for Astronomy) en z’n team keken met IXPE naar Markarian 501, een groot elliptisch sterrenstelsel die een blazar is, in het sterrenbeeld Hercules (waar ik het in 2007 al eens over had).

De IXPE satelliet. Credit: NASA

Zoals z’n volledige naam al laat zien is IXPE een telescoop die de polarisatie kan meten, in dit geval van röntgenstraling. Dat betekent dat de telescoop kan zien in welke richting het elektrische veld van de röntgenstraling georiënteerd is. Begin maart keek IXPE samen met enkele aardse telescopen naar Markarian 501, gevolgd door een tweede waarneemperiode twee weken later – men bekeek ‘m niet alleen in het röntgendeel van het spectrum, maar ook in radio- en optisch licht. Uit de waarnemingen komt naar voren dat de röntgenstraling van de blazar sterker gepolariseerd is dan dat van optisch licht en dat heeft weer een sterkere polarisatie dan radiostraling. Door de verkregen resultaten uit de waarnemingen te vergelijken met theoretische modellen bleek dat de gegevens het beste overeenkomen met een jet waarin de deeltjes versneld worden door een schokgolf. Een schokgolf wordt gegenereerd als iets sneller beweegt dan de geluidssnelheid van het omringende materiaal, zoals wanneer een supersonische straalvliegtuig door de aardse atmosfeer vliegt en we een sonic boom horen. Hoe de schokgolf in de jet van Markarian 501 precies ontstaat is niet bekend, maar men denkt dat een verstoring in de stroom deeltjes van de jet er voor zorgt dat een deel ervan supersonisch wordt, een verstoring als gevolg van botsingen van hoogenergetische deeltjes in de jet of door abrupte drukverschillen. Dicht bij de kern zijn de deeltjes in de kern het meest energierijk en zenden ze röntgenstraling uit, verder neemt de energie af en verandert de straling in visueel licht en daarna radiostraling.

Meer informatie vind je in het vakartikel van Ioannis Liodakis et al, Polarized blazar X-rays imply particle acceleration in shocks, Nature (2022).

Bron: Phys.org.

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: