Blazarer er aktive galaktiske kerner (AGN) med relativistiske stråler, hvis ikke-termiske stråling er ekstremt variabel på forskellige tidsskalaer. Denne variabilitet virker primært tilfældig, selvom nogle kvasi-periodiske oscillationer (QPO'er), der indebærer systematiske processer, er blevet rapporteret i blazarer og andre AGN'er.
Efter sin prototype, BL Lacertae, er BL Lac en type aktiv galaktisk kerne (AGN) eller en galakse, der huser en sådan AGN. BL Lacs adskiller sig fra andre kategorier af aktive galaktiske kerner ved hurtig fluxvariabilitet med stor amplitude og betydelig optisk polarisering. Det er, ligesom alle blazarer, drevet af stof, der falder ned i en galakses supermassive sorte hul (SMBH).
Et hold på 86 videnskabsmænd fra 13 lande, inklusive Dr. Alok Chandra Gupta fra Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES), Nainital, en autonom institution i Institut for Videnskab og Teknologi (DST), Indiens regering, udførte en omfattende optisk overvågning af højtidsopløsning af blazaren BL Lacertae (BL Lac). De opdagede overraskende hurtige svingninger af lysstyrke i en blazars jet under et stærkt flerbølgelængdeudbrud i anden halvdel af 2020, som var rig på gammastråler. De har tilskrevet disse cyklusser af lysstyrkeændringer kaldet kvasi-periodiske oscillationer (QPO'er) til drejninger i magnetfeltet i strålen.
For at spore disse blev observationer med Whole Earth Blazar Telescope (WEBT) organiseret af Dr. Claudia M. Raiteri og Massimo Villata fra INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, Italien, for at overvåge variabiliteten af synligt lys i blazarer, der er lyse i gammastråler. Optiske observationer fra WEBT-samarbejdet mellem astronomer, der arbejder sammen med 37 jordbaserede teleskoper rundt om på kloden, fandt cyklusser med synlige lysstyrkeændringer så hurtigt som omkring 13 timer i en stråle af højenergipartikler af BL Lac — en blazar drevet af en sort hul placeret omkring 1 milliard lysår væk.
Dr. Svetlana Jorstad fra Boston University, som ledede holdet af astronomer, der deltog i undersøgelsen offentliggjort i Nature, sagde: "Cyklerne af lysstyrkeændringer kaldet kvasi-periodiske oscillationer (QPO'er) ses oftere i andre systemer kaldet X-ray sorte hul binære, som har sorte huller med mindre masser på 10 – 50 M og forklares generelt med klumper af varm gas i skiven af tilstødende materiale, der kredser om det sorte hul."
"Men i tilfælde af BL Lac er lyset polariseret, hvilket ikke er tilfældet for emission fra varm gas i disken, så det er svært at fortolke sådan adfærd."
Prof. Alan Marscher fra Boston University, ekspert i blazarforskning og medforfatter til undersøgelsen, sagde: »Der dannes et knæk i strålen, der vrider magnetfeltet på en sådan måde, at det får lysstyrken til at svinge. Ydermere ændres polariseringen med en lignende tidsskala som lysstyrken. Sådant polariseret lys kommer fra strålen, og polariseringen kan kun variere, hvis magnetfeltet ændrer sig i det lysproducerende område. Det magnetiske felt i strålen skal vride sig for at forårsage svingningerne."
"Observationerne af BL Lac viser en stærk sammenhæng mellem synligt lys og gammastrålevariationer uden nogen forsinkelse, hvilket placerer gammastråler i det område, hvor det synlige lys ændrer sig."
Journal Reference:
- Jorstad, SG, Marscher, AP, Raiteri, CM et al. Hurtige kvasi-periodiske svingninger i den relativistiske jet af BL Lacertae. Natur 609, 265-268 (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05038-9
