Blazary to aktywne jądra galaktyczne (AGN) z relatywistycznymi dżetami, których promieniowanie nietermiczne jest niezwykle zmienne w różnych skalach czasowych. Ta zmienność wydaje się przede wszystkim losowa, chociaż niektóre quasi-okresowe oscylacje (QPO), sugerujące procesy systematyczne, zostały odnotowane w blazarach i innych AGN.
Po swoim prototypie, BL Lacertae, BL Lac jest rodzajem aktywnego jądra galaktycznego (AGN) lub galaktyką zawierającą taki AGN. BL Lacs wyróżniają się spośród innych kategorii aktywnych jąder galaktycznych szybką, dużą amplitudą zmienności strumienia i znaczną polaryzacją optyczną. Jest napędzany, jak wszystkie blazary, przez materię wpadającą do supermasywnej czarnej dziury (SMBH) galaktyki.
Zespół 86 naukowców z 13 krajów, w tym dr Alok Chandra Gupta z Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES), Nainital, autonomicznej instytucji Wydział Nauki i Technologii (DST), rząd Indii, przeprowadził szeroko zakrojony monitoring optyczny w wysokiej rozdzielczości czasowej blazara BL Lacertae (BL Lac). Zauważyli zaskakujące szybkie oscylacje jasności w dżecie blazara podczas silnego wybuchu o wielu długościach fali w drugiej połowie 2020 roku, który był bogaty w promienie gamma. Przypisali te cykle zmian jasności, zwane quasi-okresowymi oscylacjami (QPO), skrętom pola magnetycznego w dżecie.
Aby je prześledzić, dr. Claudia M. Raiteri i Massimo Villata z INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, Włochy, w celu monitorowania zmienności światła widzialnego w blazarach, które są jasne w promienie gamma. Obserwacje optyczne przeprowadzone przez astronomów we współpracy WEBT, współpracujących z 37 teleskopami naziemnymi na całym świecie, wykazały cykle widocznych zmian jasności tak szybko, jak około 13 godzin w strumieniu wysokoenergetycznych cząstek BL Lac — blazara zasilanego przez czarna dziura znajdująca się w odległości około 1 miliarda lat świetlnych.
Dr Svetlana Jorstad z Boston University, która kierowała zespołem astronomów biorących udział w badaniu opublikowanym w Nature, powiedziała: „Cykle zmian jasności zwane oscylacjami quasi-okresowymi (QPO) są częściej obserwowane w innych układach zwanych rentgenowskimi układami podwójnymi czarnych dziur, które mają czarne dziury o mniejszych masach od 10 do 50 M i są one ogólnie wyjaśniane przez skupiska gorącego gazu w dysku akrecyjnej materii krążącej wokół czarnej dziury”.
„Jednak w przypadku BL Lac światło jest spolaryzowane, co nie ma miejsca w przypadku emisji gorącego gazu w dysku, więc interpretacja takiego zachowania jest trudna”.
Prof. Alan Marscher z Boston University, ekspert w dziedzinie badań blazarów i współautor badania, powiedział: „W strumieniu tworzy się załamanie, które skręca pole magnetyczne w taki sposób, że powoduje oscylację jasności. Ponadto polaryzacja zmienia się w podobnej skali czasu co jasność. Takie spolaryzowane światło pochodzi z dżetu, a polaryzacja może się zmieniać tylko wtedy, gdy zmienia się pole magnetyczne w regionie wytwarzającym światło. Pole magnetyczne w strumieniu musi się skręcać, aby wywołać oscylacje”.
„Obserwacje BL Lac wykazują silną korelację między światłem widzialnym a zmianami promieniowania gamma bez żadnych opóźnień, co powoduje, że promienie gamma znajdują się w regionie, w którym zmienia się światło widzialne”.
Referencje czasopisma:
- Jorstad SG, Marscher AP, Raiteri CM i in. Gwałtowne quasi-okresowe oscylacje w relatywistycznym dżecie BL Lacertae. Natura 609, 265-268 (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05038-9
