Großskalige Jets von Blazaren: Einschränkung der Hochenergie-Emissionsprozesse durch niederfrequente Radiomessungen

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Kadler
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443220636

Röntgenteleskope konnten bisher rund 200 AGN-Jets finden und auf Skalen von Bogensekunden abbilden. Im Falle von Objekten niedriger Leistung (sog. FR I-Quellen) kann die Emission von Röntgenjets im Allgemeinen als Erweiterung des Radiosynchrotronspektrums verstanden werden. Im Gegensatz dazu zeigen die Radio-, optischen und Röntgen-Breitbandspektren von Jets mit hoher Leistung (FR II) deutlich, dass andere Emissionsprozesse am Werk sind. Ursprünglich wurde eine inverse Comptonisierung von CMB-Photonen als universeller Mechanismus vorgeschlagen. Dieses Modell erfordert eine relativistische Bewegung des Jet Plasmas auf Kiloparsec-Skalen (was durch Beobachtungen nur schwer nachzuweisen ist) und eine Energieverteilung der Elektronen, die sich bis hinunter zu Lorentz-Faktoren kleiner als ~100 erstreckt, deutlich niedriger als die Bereiche die von GHz-Instrumenten wie dem VLA gemessen werden. Hochauflösende LOFAR-Beobachtungen von AGN-Jets mit internationalen Basislinien bei Hunderten von MHz ergaben Radioflussdichten in Quasaren, die weit unter den durch Extrapolation der GHz-Spektren geschätzten Werten liegen und somit nicht ausreichen, um die beobachtete Röntgenknotenemission im Sinne des IC/CMB-Modells zu erklären. Darüber hinaus verstärken das Vorkommen von Offsets zwischen Radio- und Röntgenknoten in neuen systematischen Studien von Quasarjets und ein Trend abnehmender Flussverhältnisse mit zunehmender Entfernung vom Jetkern den Bedarf an hochauflösenden Radiodaten bei langen Wellenlängen, um Mehrzonen-Emissionsmodelle besser einzuschränken. In diesem Projekt werden wir unsere systematische LOFAR-Studie der langwelligen Radioemission von Quasarjets im Kiloparsec-Bereich fortsetzen. Wir kombinieren unsere LOFAR-Ergebnisse mit kurzwelligeren Radio- und energiereicheren optischen und Röntgen-Breitbandspektraldaten, um die IC/CMB- und alternative Emissionsmodelle zu testen. Wir werden einen besonderen Fokus auf Quasarjets in verschiedenen Rotverschiebungsbereichen legen, um kosmologische Effekte wie starke Wechselwirkungen zwischen den Jets und dem dichteren intergalaktischen Medium während früher Evolutionsphasen des Universums zu untersuchen. Wir werden hochauflösende Bildgebungsverfahren bei niedrigen und ultraniedrigen Radiofrequenzen in totaler und linear polarisierter Intensität mit LOFAR-VLBI-Techniken weiterentwickeln und optimieren, um Magnetfeldgeometrien zu messen und Jet-Zusammensetzungs- und Emissionsmodelle einzuschränken.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5195: Relativistische Jets in Aktiven Galaxien
• Mitverantwortlich: Professor Marcus Brüggen, Ph.D.