欧洲天文学家对 PKS 2215+020 强大类星体中的射电喷流结构进行了超长基线干涉 (VLBI) 观测。收集到的 VLBI 数据为了解这股喷流的特性提供了重要的见解,表明 PKS 2215+020 是一个耀变体。研究结果于2 月 17 日发表在《宇宙》杂志上。
类星体或准恒星天体 (QSO) 是亮度非常高的活动星系核(AGN),发射可在无线电、红外线、可见光、紫外线和 X 射线波长中观测到的电磁辐射。
它们是已知宇宙中最亮、最遥远的天体之一,是天体物理学和宇宙学众多研究的基本工具。例如,类星体已被用来研究宇宙的大尺度结构和再电离时代。它们还提高了我们对超大质量黑洞和星系际介质动力学的理解。
PKS 2215+020 是一颗强大的平谱射电类星体,红移为 3.572。它在 5 GHz 下的静止帧单色功率约为 20 RW/Hz,其超大质量黑洞的质量估计是太阳的 40 亿倍。
之前对PKS 2215+020的观测发现,其形态以明亮的致密核心为主,该核心在一系列弱射流成分中延续,在最延伸的射流成分中结束并变亮。这个非常大的射电喷流结构的线性尺寸约为 1,950光年,投影到天空平面上。
由匈牙利布达佩斯孔科利天文台的桑多·弗雷 (Sándor Frey) 领导的天文学家团队决定研究 PKS 2215+020 的喷流,旨在揭示其物理和几何特性。为此,他们采用了美国国家射电天文台(NRAO)的甚长基线阵列(VLBA)。
“我们收集并分析了 1995 年至 2020 年期间多个时期(但主要是 2010 年之后)在五个不同频段(1.7、2.3、4.4、7.4–8.7 和 15.3–15.4 GHz)拍摄的档案多时期 VLBI 成像数据。研究人员在论文中写道:~1-10 mas 尺度的角分辨率表明,明亮的致密核心区域在较高频率下分解为不同的发射成分,而在较低频率下,则具有扩展的、距核心约 56 mas 的陡峭光谱特征。
VLBI 成像使团队首次能够确定 PKS 2215+020 中喷射部件的表观自行。事实证明,这架喷流表现出适度的超光速运动,视速度为光速的2.1倍,其视自行运动约为每年0.02马斯。
根据这些数据,计算出内部相对论射流的多普勒增强因子为 11.5。发现喷射流与视线倾斜 1.8 度,其体积洛伦兹系数测得为 6.0。
研究人员称,收集到的数据表明PKS 2215+020是耀变体。一般来说,耀变体被归类为拥有活动星系核的较大活跃星系群的成员,是数量最多的河外伽马射线源。它们的特征是相对论性喷流几乎完全指向地球。
该论文的作者强调,PKS 2215+020 获得的小视自行值和喷流参数对于其他已知的高红移(高于 3.5)的射电活动星系核来说是典型的。