Campi magnetici e getti in NGC 315
Uno sguardo ai campi magnetici che influenzano i getti nella galassia NGC 315.
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Indice
- Le Basi di NGC 315
- Cosa Sono i Getti?
- Il Ruolo dei Campi Magnetici
- Misurare i Campi Magnetici
- Osservazioni e Risultati
- Distribuzione del Campo Magnetico
- Il Disco di Accrescimento e i Dischi Magmaticamente Arrestati
- Confrontando NGC 315 con Altre Galassie
- Lavori Futuri e Osservazioni
- Conclusione
- Fonte originale
Questo articolo parla dei campi magnetici trovati in una galassia chiamata NGC 315, concentrandosi soprattutto sul suo getto, che è un flusso di energia e materia espulso dal centro della galassia. Si pensa che i campi magnetici in questi Getti giochino un ruolo importante in come si formano e come si comportano.
Le Basi di NGC 315
NGC 315 è una galassia ellittica enorme che è relativamente vicina a noi in termini cosmici. Grazie a questa vicinanza, offre una buona opportunità per studiare le sue caratteristiche in dettaglio. Uno degli aspetti interessanti di NGC 315 è il suo buco nero centrale, che ha un impatto significativo sulla materia e l'energia circostanti, soprattutto attraverso la formazione dei getti.
Cosa Sono i Getti?
I getti sono flussi di particelle espulsi dai centri delle galassie, spesso a velocità vicine a quelle della luce. Questi getti sono alimentati dall'energia rilasciata dalla materia che cade nel buco nero. Il buco nero ruota e crea campi magnetici che aiutano a canalizzare questa energia nei getti. Capire il Campo Magnetico attorno a questi getti può aiutarci a sapere di più su come si formano e si evolvono.
Il Ruolo dei Campi Magnetici
Nelle galassie attive, i campi magnetici giocano un ruolo cruciale nel lanciare e mantenere i getti. La teoria che spiega come vengono lanciati i getti suggerisce che la rotazione del buco nero crea un campo magnetico che aiuta a spingere il materiale a alte velocità. Questo è spesso chiamato meccanismo Blandford-Znajek.
Misurare i Campi Magnetici
Per studiare i campi magnetici in NGC 315, gli scienziati usano un metodo chiamato Interferometria a Lunga Base Molto Lunga (VLBI). Questa tecnica consente ai ricercatori di misurare le onde radio dai getti con alta precisione, il che può fornire informazioni sulla forza e distribuzione del campo magnetico.
Osservazioni e Risultati
I ricercatori hanno scoperto che guardando al getto in NGC 315, potevano stimare la velocità di rotazione del buco nero. Quando la velocità del getto osservato è stata confrontata con modelli noti, ha suggerito che il buco nero si stava muovendo lentamente. Questo è importante perché la rotazione del buco nero può influenzare la forza del campo magnetico nelle sue vicinanze.
Una volta stimata la rotazione, hanno inserito queste informazioni nei modelli che prevedono la potenza del getto. Sono stati in grado di calcolare la forza del campo magnetico vicino al buco nero stesso. I risultati hanno mostrato che la forza del campo magnetico era piuttosto robusta, il che indica una forte influenza sui processi che avvengono nella galassia.
Distribuzione del Campo Magnetico
I ricercatori hanno anche esaminato come la forza del campo magnetico cambi lungo la lunghezza del getto. Confrontando la frequenza delle emissioni radio dal getto con il comportamento previsto delle particelle sotto l'influenza magnetica, sono riusciti a mappare la forza del campo magnetico lungo il getto.
Questa mappatura ha rivelato che la forza del campo magnetico variava lungo il getto, indicando condizioni ed energie diverse in punti diversi. Vicino al buco nero, il campo era più forte, diminuendo man mano che ci si allontanava dal centro della galassia.
Il Disco di Accrescimento e i Dischi Magmaticamente Arrestati
Una delle idee emerse da questa ricerca è quella di un disco magneticamente arrestato (MAD). In uno stato MAD, i campi magnetici sono così forti che possono fermare la materia dall'essere direttamente attratta nel buco nero, creando una sorta di equilibrio. Questo può prevenire il flusso abituale di materiale, influenzando a sua volta come si formano e si mantengono i getti.
I risultati hanno suggerito che il disco di accrescimento attorno al buco nero in NGC 315 era probabilmente in questo stato magneticamente arrestato. Questo significa che il buco nero influenza in modo significativo le proprietà del getto attraverso il suo campo magnetico.
Confrontando NGC 315 con Altre Galassie
Per mettere i risultati su NGC 315 in contesto, i ricercatori l'hanno confrontata con un'altra galassia ben nota chiamata M87. M87 è famosa per il suo enorme getto ed è stata la prima galassia in cui è stata immaginata l'ombra di un buco nero. Entrambe le galassie hanno getti, ma confrontare i loro campi magnetici e le potenze dei getti può fornire informazioni su come i diversi buchi neri influenzano il loro ambiente.
Le similitudini e le differenze nel comportamento dei getti tra NGC 315 e M87 possono aiutare gli scienziati a perfezionare i loro modelli di formazione dei getti. Capire perché alcuni getti sono più potenti di altri, o perché si comportano in modo diverso, è un'area di ricerca in corso.
Lavori Futuri e Osservazioni
Andando avanti, i ricercatori sono ansiosi di raccogliere più dati su NGC 315 e altre galassie simili. Nuove tecniche e attrezzature per osservazioni stanno venendo sviluppate che potrebbero offrire una risoluzione e sensibilità ancora maggiori rispetto ai metodi attuali. Questo potrebbe fornire immagini più chiare dei campi magnetici e della dinamica dei getti, portando a una migliore comprensione dei processi che plasmano questi potenti fenomeni.
Conclusione
In sintesi, questa indagine su NGC 315 fa luce sul ruolo critico che i campi magnetici giocano nella formazione e nel comportamento dei getti nelle galassie attive. Misurando le forze e le distribuzioni dei campi magnetici, gli scienziati possono capire meglio le complesse interazioni tra i buchi neri, la materia circostante e i getti energetici che questi sistemi producono.
I risultati suggeriscono che le configurazioni magnetiche attorno ai buchi neri influenzano significativamente le caratteristiche dei getti, e ulteriori ricerche probabilmente scopriranno ancora di più su questi affascinanti motori cosmici. Man mano che le tecniche di imaging migliorano, la nostra comprensione di questi fenomeni continuerà a evolversi, aprendo nuove porte nel campo dell'astrofisica.
Titolo: Mapping the distribution of the magnetic field strength along the NGC 315 jet
Estratto: We study magnetic field strengths along the jet in NGC~315. First, we estimated the angular velocity of rotation in the jet magnetosphere by comparing the measured velocity profile of NGC~315 with the magneto-hydrodynamic jet model of proposed by Tomimatsu and Takahashi. Similar to the case of M87, we find that the model can reproduce the logarithmic feature of the velocity profile and suggest a slowly rotating black hole magnetosphere for NGC~315. By substituting the estimated $\Omega_{F}$ into the jet power predicted by the Blandford-Znajek mechanism, we estimate the magnetic field strength near the event horizon of the central black hole as $5\times 10^{3}~{\rm G}\lesssim B_{H}\lesssim 2\times 10^{4}~{\rm G}$. We then estimate magnetic-field strengths along the jet by comparing the spectral index distribution obtained from VLBI observations with a synchrotron-emitting jet model. Then we constrain the magnetic field strength at a de-projected distance $z$ from the black hole to be in the range $0.06~{\rm G}\lesssim B(z)\lesssim 0.9~{\rm G}$ for $5.2 \times 10^{3}~r_{g}\lesssim z \lesssim 4.9 \times 10^{4}~r_{g}$, where $r_{g}$ represents the gravitational radius. By combining the obtained field strengths at the event horizon and the downstream section of the jet, we find that the accretion flow at the jet base is consistent with a magnetically arrested disk (MAD). We discuss a comparison of the jet power and the magnetic flux anchored to the event horizon in NGC~315 and M87.
Autori: Motoki Kino, Hyunwook Ro, Masaaki Takahashi, Tomohisa Kawashima, Jongho Park, Kazuhiro Hada, Yuzhu Cui
Ultimo aggiornamento: 2024-07-25 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2407.18444
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.18444
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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