Highly ionised outflows from active galaxy nuclei (so called warm absorbers) respond to changes in the brightness of the light emitted from these nuclei. In some situations, this response is not immediate and will result in a time delay. The time delay can be measured and helps us to determine the exact location of these outflows, which is not straightforward to figure out otherwise.

A new research method described by PhD-candidate Catia Silva (SRON, University of Amsterdam), bridges a gap between two important lines of astrophysical research. Astronomers who study the changes in brightness over time (time variability) and associated time delays due to different physical processes on one side, and astronomers who study the spectra of these sources, where the imprints of the warm absorber can be found (absorption lines).

The different ways to investigate the (X-ray) light both reveal a lot of information about the physical processes and properties on the observed spot. To know how warm absorbers behave, using both spectroscopy and time variability, will help researchers a lot.

Silva and collaborators developed a  new method to study how warm absorbers react to the changes in the brightness of the light that comes from the inner parts of the active galactic nuclei. They have found that the warm absorber can cause an extra time delay, which should be taken into account when studying time variability in active galactic nuclei. Measuring the extra time delay with this new method can help us to better understand warm absorbers, especially when new facilities will be available.
Silva: “If this method is further developed, future X-ray telescopes like Athena have the potential to map warm absorbers in great detail, which is not possible to do with current instrumentation.”

Silva published her paper in the latest issue (596, December 2016) of the renowned magazine Astronomy & Astrophysics. She did this, supervised by researchers from both fields of  expertise in X-ray astrophysics: Elisa Costantini (SRON, spectroscopy) en Phil Uttley (UvA, time variability).

For her research, Silva used data from XMM-Newton, the X-ray telescope for which SRON made the Reflection Gratings Spectrometer.

The paper in Astronomy & Astrophysics:
http://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2016/12/aa28555-16/aa28555-16.html

Warme winden bestuderen met röntgenspectroscopie en variabiliteit

Sterk geïoniseerde warme winden die uit de centra van actieve melkwegstelsels stromen reageren op veranderingen in de helderheid van straling die wordt uitgezonden door zo’n centrum. In sommige situaties is die reactie er niet direct, maar met een vertraging. De vertraging kan worden gemeten en helpt ons om de precieze locatie van zulke warme winden te bepalen. Dit was eerder niet eenvoudig.

Een nieuwe onderzoeksmethode, die promovenda Catia Silva (SRON, Universiteit van Amsterdam) beschrijft, slaat een brug tussen twee belangrijke soorten sterrenkundig onderzoek. Aan de ene kant de sterrenkundigen die veranderingen in helderheid van bronnen in de tijd (variabiliteit), en de verschillende daaraan verbonden fysieke processen bestuderen. En aan de andere kant sterrenkundigen die absorptielijnen in de spectra van bronnen bestuderen, waar ook de ‘vingerafdrukken’ van deze winden te vinden zijn.

Deze verschillende manieren om (röntgen)licht te bestuderen geven beide veel informatie over de fysische processen en eigenschappen van de waargenomen bron. Het begrijpen hoe warme winden zich gedragen, met gebruikmaking van zowel spectroscopie als variabiliteit, zal onderzoekers erg helpen.

Silva en haar mede-onderzoekers ontwikkelden een nieuwe methode om te onderzoeken hoe de winden precies reageren op de helderheid van licht uit de binnenste delen van kernen van actieve melkwegstelsels. Ze hebben vastgesteld dat de warme wind een extra tijdvertraging kan veroorzaken, waarmee rekening moet worden gehouden als je variabiliteit bestudeert in deze kernen. Door de extra vertraging te meten met deze nieuwe methode, kunnen we de warme winden en hun gedrag beter begrijpen, wat bijvoorbeeld zou kunnen met toekomstige onderzoeksfaciliteiten.

Silva: “Als deze methode verder wordt uitgewerkt, bieden toekomstige röntgentelescopen zoals Athena daarmee de mogelijkheid om warme winden heel nauwkeurig in kaart te brengen, wat met huidige instrumentatie niet mogelijk is.”

Silva publiceerde de bevindingen in het laatste nummer (596) van het gerenommeerde magazine Astronomy & Astrophysics, december 2016. Ze deed dat onder toeziend oog van onderzoekers uit beide expertises: Elisa Costantini (SRON, spectroscopie) en Phil Uttley (UvA, variabiliteit).

Voor haar onderzoek gebruikte Silva data uit verschillende observatoria, waaronder de XMM-Newton röntgentelescoop waarvoor SRON de Reflection Gratings Spectrometer (RGS) bouwde.

De publicatie in Astronomy & Astrophysics: http://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2016/12/aa28555-16/aa28555-16.html