Les blazars sont des noyaux actifs de galaxies (AGN) à jets relativistes dont le rayonnement non thermique est extrêmement variable sur différentes échelles de temps. Cette variabilité semble principalement aléatoire, bien que certaines oscillations quasi-périodiques (QPO), impliquant des processus systématiques, aient été signalées dans les blazars et autres AGN.
Après son prototype, BL Lacertae, BL Lac est un type de noyau galactique actif (AGN) ou une galaxie hébergeant un tel AGN. Les BL Lacs se distinguent des autres catégories de noyaux galactiques actifs par une variabilité de flux rapide et de grande amplitude et une polarisation optique considérable. Il est alimenté, comme tous les blazars, par la chute de matière dans le trou noir supermassif d'une galaxie (SMBH).
Une équipe de 86 scientifiques de 13 pays, dont le Dr Alok Chandra Gupta de l'Institut de recherche Aryabhatta des sciences d'observation (ARIES), Nainital, une institution autonome du Département des sciences et de la technologie (DST), gouvernement de l'Inde, a effectué une surveillance optique étendue à haute résolution temporelle du blazar BL Lacertae (BL Lac). Ils ont repéré des oscillations rapides surprenantes de luminosité dans le jet d'un blazar lors d'une forte explosion à plusieurs longueurs d'onde dans la seconde moitié de 2020, qui était riche en rayons gamma. Ils ont attribué ces cycles de changements de luminosité appelés oscillations quasi-périodiques (QPO) aux torsions du champ magnétique dans le jet.
Pour tracer ceux-ci, des observations avec le télescope Whole Earth Blazar (WEBT) ont été organisées par les Drs. Claudia M. Raiteri et Massimo Villata de l'INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, Italie, pour surveiller la variabilité de la lumière visible dans les blazars qui sont brillants dans rayons gamma. Les observations optiques de la collaboration WEBT d'astronomes, travaillant avec 37 télescopes au sol dans le monde entier, ont trouvé des cycles de changements de luminosité visibles aussi rapides qu'environ 13 heures dans un jet de particules à haute énergie de BL Lac - un blazar alimenté par un trou noir situé à environ 1 milliard d'années-lumière.
Le Dr Svetlana Jorstad de l'Université de Boston, qui a dirigé l'équipe d'astronomes participant à l'étude publiée dans Nature, a déclaré : "Les cycles de changements de luminosité appelés oscillations quasi-périodiques (QPO) sont plus souvent observés dans d'autres systèmes appelés binaires de trous noirs à rayons X, qui ont les trous noirs avec des masses plus petites de 10 à 50 M et s'expliquent généralement par des amas de gaz chaud dans le disque de matériau d'accrétion en orbite autour du trou noir.
"Cependant, dans le cas de BL Lac, la lumière est polarisée, ce qui n'est pas le cas pour l'émission par des gaz chauds dans le disque, donc l'interprétation d'un tel comportement est difficile."
Le professeur Alan Marscher de l'Université de Boston, expert en recherche blazar et co-auteur de l'étude, a déclaré : « un coude se forme dans le jet, tordant le champ magnétique de telle manière qu'il fait osciller la luminosité. De plus, la polarisation change avec une échelle de temps similaire à la luminosité. Une telle lumière polarisée provient du jet, et la polarisation ne peut varier que si le champ magnétique change dans la région productrice de lumière. Le champ magnétique dans le jet doit se tordre pour provoquer les oscillations.
"Les observations de BL Lac montrent une forte corrélation entre la lumière visible et les variations des rayons gamma sans aucun délai, ce qui place les rayons gamma dans la région où la lumière visible change."
Journal de référence:
- Jorstad, SG, Marscher, AP, Raiteri, CM et al. Oscillations quasi-périodiques rapides dans le jet relativiste de BL Lacertae. Nature 609, 265-268 (2022). EST CE QUE JE: 10.1038/s41586-022-05038-9
