Imagen apilada de 43 GHz que muestra 3C 84 con sus principales regiones de emisión etiquetadas. Se descubrió que el movimiento detectado en los dos carriles estaba potencialmente relacionado con explosiones de rayos gamma. Fuente: Hodgson et al., 2021.
Un equipo internacional de astrónomos ha llevado a cabo un estudio cinemático detallado de la radiogalaxia conocida como 3C 84. El estudio arroja más luz sobre las propiedades de esta fuente y su relación con la emisión gamma. La investigación se describe en detalle en un artículo publicado el 7 de abril en el repositorio arXiv preimpreso.
Las radiogalaxias emiten enormes cantidades de ondas de radio desde sus núcleos centrales. Los agujeros negros en el centro de estas galaxias acumulan gas y polvo, generando chorros de alta energía visibles en ondas de radio que aceleran partículas cargadas eléctricamente a altas velocidades.
Los astrónomos están particularmente interesados en estudiar radiogalaxias de rayos gamma brillantes y desalineadas, ya que pueden brindar una oportunidad única para estudiar sitios de alta energía y procesos de aceleración de partículas. Estas fuentes se observan fuera del eje, lo que permite a los investigadores atravesar la estructura fina del chorro e investigar su conexión.
con radiación gamma.
Ubicado en el cúmulo de Perseus con un corrimiento al rojo de 0.018, 3C 84 es el radio equivalente de la galaxia Seyfert Tipo 1.5 NGC 1275 (otra designación de Perseus A). Dado que 3C 84 es una de las radiogalaxias más brillantes, la morfología de sus chorros se ha estudiado ampliamente en el pasado. Las observaciones muestran que la última actividad de chorro en esta radiogalaxia probablemente comenzó en 2005, con un aumento general en la densidad de flujo en la fuente y la formación de un área conocida como C3 que fue expulsada de la supuesta región de inicio del chorro C1. Además, la fuente también tiene una gran región de emisión casi estable, débil, llamada C2, aproximadamente 40 grados desplazada de la emisión de flujo actual.
Sin embargo, aunque se ha investigado mucho sobre 3C 84 y se ha detectado con radiación gamma a energía TeV, los procesos físicos responsables de la emisión de alta energía de esta fuente siguen siendo poco conocidos. Por lo tanto, un grupo de astrónomos dirigido por Jeffrey A. Hodgson de la Universidad Sejong en Seúl, Corea del Sur, realizó un análisis exhaustivo de la cinemática de los chorros a 3C 84 en 2010-2017.
“Este artículo presenta los resultados del método de evaluación y segmentación de imágenes basado en ondículas (WISE) para el análisis cinemático del flujo 3C 84 utilizando VLBA de 7 mm [Very Long Baseline Array] datos de 2010-2017 y los comparamos con mapas LIMPIOS ‘, explican los investigadores.
El estudio muestra que la estructura de radio 3C 84 está dominada por objetos de movimiento lento en los carriles este y oeste del avión. El propio chorro parece haberse acelerado a su máxima, velocidades levemente relativistas dentro de un radio de 125.000 veces el radio de gravedad del punto de partida del chorro, y permanece a una velocidad más o menos constante durante muchos más.
Los estudios han demostrado que la velocidad máxima en la corriente es aproximadamente el 90% de la velocidad de la luz, lo que lleva a un factor de Lorentz mínimo de aproximadamente 1,35. Los datos indican que se observan explosiones de rayos gamma cuando las regiones de movimiento más rápido interactúan con las regiones de 3C-84 de movimiento más lento.
Además, las observaciones han detectado dos puntos calientes en C3 que se vuelven brillantes y luego se dispersan hacia el oeste. El segundo punto de acceso comenzó a iluminarse a fines de 2015 y parece estar asociado con un estallido de rayos gamma particularmente grande.
En conjunto, los resultados permitieron a los astrónomos sacar algunas conclusiones sobre las emisiones de radiación gamma de la fuente en estudio.
“Nuestra investigación muestra que los rayos gamma se producen tanto en los chorros del este como en el oeste. Discutimos la posibilidad de explosiones de rayos gamma a través de mini-chorros y turbulencias inducidas por reconexión magnética. ser un exceso de energía magnética o gradientes de presión y el medio circundante “, escribieron los autores del artículo.
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