Blazarer er aktive galaktiske kjerner (AGN) med relativistiske stråler hvis ikke-termiske stråling er ekstremt variabel på forskjellige tidsskalaer. Denne variasjonen virker primært tilfeldig, selv om noen kvasi-periodiske oscillasjoner (QPO), som antyder systematiske prosesser, er rapportert i blazarer og andre AGN-er.
Etter sin prototype, BL Lacertae, er BL Lac en type aktiv galaktisk kjerne (AGN) eller en galakse som huser en slik AGN. BL Lacs skiller seg fra andre kategorier av aktive galaktiske kjerner ved rask fluksvariabilitet med stor amplitude og betydelig optisk polarisering. Den er drevet, som alle blazarer, av materie som faller inn i en galakses supermassive sorte hull (SMBH).
Et team på 86 forskere fra 13 land, inkludert Dr. Alok Chandra Gupta fra Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES), Nainital, en autonom institusjon i Institutt for vitenskap og teknologi (DST), Indias regjering, gjennomførte en omfattende optisk overvåking med høy oppløsning av blazaren BL Lacertae (BL Lac). De oppdaget overraskende raske svingninger av lysstyrke i strålen fra en blazar under et sterkt flerbølgelengdeutbrudd i andre halvdel av 2020, som var rikt på gammastråler. De har tilskrevet disse syklusene med lysstyrkeendringer kalt kvasi-periodiske oscillasjoner (QPOs) til vridninger i magnetfeltet i strålen.
For å spore disse ble observasjoner med Whole Earth Blazar Telescope (WEBT) organisert av Dr. Claudia M. Raiteri og Massimo Villata fra INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, Italia, for å overvåke variasjonen av synlig lys i blazarer som er lyse i gammastråler. Optiske observasjoner fra WEBT-samarbeidet til astronomer, som jobbet sammen med 37 bakkebaserte teleskoper over hele kloden, fant sykluser med synlige lysstyrkeendringer så raskt som rundt 13 timer i en stråle av høyenergipartikler av BL Lac — en blazar drevet av en svart hull som ligger omtrent 1 milliard lysår unna.
Dr. Svetlana Jorstad fra Boston University, som ledet teamet av astronomer som deltok i studien publisert i Nature, sa: "Syklusene med lysstyrkeendringer kalt kvasi-periodiske oscillasjoner (QPOs) sees oftere i andre systemer som kalles X-ray black hole binærer, som har svarte hull med mindre masser på 10 – 50 M og er generelt forklart av klumper av varm gass i skiven av materiale som kretser rundt det sorte hullet.»
"Men når det gjelder BL Lac, er lyset polarisert, noe som ikke er tilfellet for utslipp fra varm gass i disken, så det er vanskelig å tolke slik oppførsel."
Prof. Alan Marscher fra Boston University, en ekspert på blazarforskning og medforfatter i studien, sa: «Det dannes en knekk i strålen som vrir magnetfeltet på en slik måte at det får lysstyrken til å svinge. Videre endres polarisasjonen med en lignende tidsskala som lysstyrken. Slikt polarisert lys kommer fra strålen, og polarisasjonen kan bare variere hvis magnetfeltet endres i det lysproduserende området. Magnetfeltet i strålen må vri seg for å forårsake svingningene.»
"Observasjonene av BL Lac viser en sterk korrelasjon mellom synlig lys og gammastrålevariasjoner uten noen forsinkelse, noe som plasserer gammastråler i området der det synlige lyset endres."
Tidsreferanse:
- Jorstad, S.G., Marscher, A.P., Raiteri, C.M. et al. Raske kvasi-periodiske oscillasjoner i den relativistiske jetstrålen til BL Lacertae. Natur 609, 265–268 (2022). GJØR JEG: 10.1038/s41586-022-05038-9
