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# Fisica# Astrofisica delle galassie

Nuove scoperte sul quasar PSO J334

Gli astronomi rivelano che PSO J334 è un quasar attivo e singolo, non un buco nero binario.

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PSO J334.2028+1.4075 è un oggetto interessante nello spazio conosciuto come Quasar. I quasar sono fonti di energia brillanti e potenti legate a Buchi Neri supermassicci al centro delle galassie. Questo particolare quasar si trova lontano da noi e mostra un comportamento insolito che ha catturato l'attenzione degli astronomi.

Cosa Rende Speciale PSO J334?

Il quasar PSO J334 è stato notato per la prima volta perché mostrava cambiamenti nella sua luminosità nel tempo. Si credeva che questi cambiamenti fossero dovuti al movimento di due buchi neri supermassicci che orbitavano l'uno attorno all'altro. Questa idea entusiasmava gli scienziati visto che trovare due buchi neri insieme in questo modo è piuttosto raro. Inizialmente, gli astronomi pensavano di poter vedere prove di questa coppia attraverso i cambiamenti di luce osservati.

All'inizio, gli scienziati stimarono che i due buchi neri potessero essere abbastanza vicini tra loro. Credevano che questi buchi neri si stessero avvicinando gradualmente e che alla fine si sarebbero uniti. Questo scenario suggeriva che PSO J334 potesse produrre onde gravitazionali, che sono increspature nello spaziotempo create da oggetti massivi in movimento.

Per indagare ulteriormente, gli astronomi iniziarono a osservare PSO J334 utilizzando diversi metodi e lunghezze d'onda della luce, comprese le Onde radio. Tuttavia, mentre raccoglievano più dati, le prove a favore della teoria del buco nero binario diventavano più deboli.

Le Prove Contro Due Buchi Neri

Mentre gli astronomi continuavano a osservare PSO J334 per periodi più lunghi, non trovarono un modello coerente nella sua luminosità che indicasse che ci fossero davvero due buchi neri. Questo era sconcertante, dato che si aspettavano di vedere cambiamenti regolari nella luce se i due buchi neri fossero stati veramente presenti.

Allo stesso tempo, vennero condotte immagini radio ad alta risoluzione utilizzando telescopi avanzati. Questi studi rivelarono PSO J334 come un quasar a singolo lobo su una scala più ampia, con una struttura complessa a distanze ancora maggiori. Ciò significava che l'idea iniziale di due buchi neri potrebbe non essere corretta.

Indagare la Struttura di PSO J334

Per avere un quadro più chiaro di PSO J334, gli astronomi si sono proposti di studiare sia le caratteristiche su grande scala che quelle su piccola scala. Hanno usato telescopi radio avanzati per osservare PSO J334 a più frequenze. I loro risultati hanno mostrato un singolo componente radio brillante su piccola scala, con una struttura più complessa visibile a distanze maggiori.

Le immagini scattate rivelarono una singola caratteristica simile a un getto puntata da sudest a nordovest, ma non c'erano prove chiare a supporto dell'idea di due buchi neri. Invece, le osservazioni suggerirono che il quasar fosse probabilmente alimentato da un singolo buco nero, e il movimento del getto potrebbe essere legato alle interazioni con il materiale circostante piuttosto che all'influenza di un secondo buco nero.

Il Ruolo dell'Ambiente

I ricercatori hanno notato che mentre studiavano PSO J334, l'ambiente attorno al quasar sembrava giocare un ruolo significativo nel suo comportamento. I Getti, che sono flussi di particelle che si allontanano dal buco nero, mostrano segni di interazione con il materiale circostante.

Questa interazione potrebbe causare cambiamenti nel modo in cui vediamo i getti, aggiungendo complessità alla loro struttura. Ad esempio, i getti apparivano torcersi e piegarsi, indicando che erano influenzati da gas e polvere circostanti. Tali interazioni possono anche produrre luce polarizzata, che può fornire ulteriori indizi sulla fisica in gioco in questi ambienti.

La Conclusione sullo Stato di PSO J334

Dopo un'analisi approfondita, il consenso tra gli astronomi è cambiato riguardo alla natura di PSO J334. Ora ci sono forti prove che suggeriscono che PSO J334 non sia un sistema di buchi neri binari, ma piuttosto un quasar singolo con un buco nero centrale altamente attivo.

Le caratteristiche osservate, inclusa la struttura dei getti e le loro interazioni con l'ambiente, indicano uno scenario di Nucleo Galattico Attivo più tipico. In parole più semplici, PSO J334 si comporta come molti altri quasar potenti piuttosto che come un unico sistema di buchi neri binari.

Tecniche Osservative Utilizzate

Per raccogliere dati su PSO J334, gli scienziati hanno impiegato una gamma di tecniche osservative. L'imaging ad alta risoluzione è stato realizzato utilizzando interferometria a lunga base (VLBI), che consente agli astronomi di combinare dati da più telescopi radio sparsi su grandi distanze. Questa tecnica fornisce immagini estremamente dettagliate di oggetti celesti.

Oltre al VLBI, sono state effettuate osservazioni regolari utilizzando il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), che è un altro strumento potente per studiare le emissioni radio dallo spazio. Questo array è composto da numerose antenne che lavorano insieme per catturare dati e creare immagini di fonti celesti.

Gli astronomi hanno anche utilizzato immagini polarimetriche, che aiutano a rivelare i campi magnetici e le strutture nei getti dei quasar. Analizzando come la luce è polarizzata, gli scienziati possono saperne di più sulla dinamica e l'ambiente di PSO J334.

Importanza dei Risultati

La ricerca su PSO J334 ha importanti implicazioni per la nostra comprensione dei quasar e dei buchi neri supermassicci. Confermare che PSO J334 è un quasar tipico piuttosto che un sistema di buchi neri binari aiuta a stabilire un quadro più chiaro di come questi oggetti evolvono nel tempo.

Inoltre, comprendere le interazioni tra i quasar e il loro intorno può far luce sul contesto più ampio della formazione e dell'evoluzione delle galassie. I nuclei galattici attivi come PSO J334 giocano un ruolo essenziale nel modo in cui le galassie consumano materiale e si sviluppano.

Direzioni per la Ricerca Futura

Guardando al futuro, gli astronomi continueranno a studiare PSO J334 e quasar simili per affinare la nostra comprensione del loro comportamento e della fisica sottostante. Utilizzando telescopi e tecniche ancora più avanzati, i ricercatori sperano di scoprire ulteriori dettagli sulla dinamica dei quasar e sul ruolo che svolgono nell'universo.

Gli studi futuri potrebbero concentrarsi sugli effetti delle onde gravitazionali provenienti da buchi neri in fusione, anche se PSO J334 non è un sistema binario di per sé. Tale ricerca potrebbe portare a scoperte significative nella nostra comprensione della fisica gravitazionale e della natura dei buchi neri.

Conclusione

Il caso di PSO J334.2028+1.4075 illustra la complessità dello studio dei quasar distanti. Inizialmente pensato come un sistema di buchi neri binari, le osservazioni in corso hanno portato alla conclusione che è probabilmente un quasar attivo e singolo. Questo mette in evidenza l'importanza di osservazioni e analisi continue nel campo dell'astrofisica, rivelando la natura intricata e in continua evoluzione dell'universo.

Fonte originale

Titolo: From binary to singular: the AGN PSO J334.2028+1.4075 under the high-resolution scope

Estratto: PSO J334.2028+1.4075 (PSO J334) is a luminous quasar located at redshift z=2.06. The source gained attention when periodic flux density variations were discovered in its optical light curve. These variations were initially interpreted as the variability due to the orbital motion of a supermassive black hole binary (SMBHB) residing in a single circumbinary accretion disk. However, subsequent multiwavelength observations provided evidence against the binary hypothesis as no optical periodicity was found on extended time baselines. On the other hand, detailed radio analysis with the Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) and the Very Long Baseline Array (VLBA) revealed a lobe-dominated quasar at kpc scales, and possibly a precessing jet, which could retain PSO J334 as a binary SMBH candidate. We aim to study both the large- and small-scale radio structures in PSO J334 to provide additional evidence for or against the binary scenario. We observed the source at 1.7 GHz with the European Very Long Baseline Interferometry Network (EVN), and at 1.5 and 6.2 GHz with the VLA, at frequencies that complement the previous radio interferometric study. Our images reveal a single component at parsec scales slightly resolved in the southeast-northwest direction and a lobe-dominated quasar at kiloparsec scales with a complex structure. The source morphology and polarization in our VLA maps suggest that the jet is interacting with dense clumps of the ambient medium. While we also observe a misalignment between the inner jet and the outer lobes, we suggest that this is due to the restarted nature of the radio jet activity and the possible presence of a warped accretion disk rather than due to the perturbing effects of a companion SMBH. Our analysis suggests that PSO J334 is most likely a jetted AGN with a single SMBH, and there is no clear evidence of a binary SMBH system in its central engine.

Autori: P. Benke, K. É. Gabányi, S. Frey, T. An, L. I. Gurvits, E. Kun, P. Mohan, Z. Paragi, E. Ros

Ultimo aggiornamento: 2023-06-30 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2306.17632

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.17632

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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