Een cyclus van twee jaar in de gammastraling van een blazar, een melkwegstelsel aangedreven door een superzwaar zwart gat, is bevestigd door 10 jaar observaties van NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope. De bevindingen werden vandaag bekend gemaakt tijdens de Achtste Internationale Fermi Symposium bijeenkomst deze week in Baltimore.

"Dit is de eerste keer dat een gammastralingsperiode is bevestigd in een actief sterrenstelsel, " zei Stefano Ciprini, een onderzoeker bij de INFN Tor Vergata-divisie van het Space Science Data Center van de Italiaanse ruimtevaartorganisatie in Rome. "De gammastralingsperiode wordt ook gezien in andere golfbanden, inclusief zichtbaar licht, en aanvullende röntgen- en radiogegevens wijzen op vergelijkbare helderheidspieken."

Een deel van de materie valt in de blazar, genaamd PG 1553+113, vormt een straal van deeltjes die gammastraling uitstraalt, de hoogste energievorm van licht, bijna direct naar de aarde.

"Dit resultaat is bereikt na 10 jaar continue monitoring door Fermi's Large Area Telescope (LAT), zei Sara Cutini, een onderzoeker aan het Italiaanse Instituut voor Kernfysica (INFN) in Perugia. "We zagen voor het eerst een hint van een periodieke modulatie in 2014, toen we gedetailleerde analyses van LAT-gegevens maakten. Nu kunnen we met zekerheid zeggen dat dit gedrag op de lange termijn echt is."

Een paar superzware zwarte gaten in het hart van de blazar is de meest verleidelijke mogelijkheid. In dit scenario, een van de superzware zwarte gaten zou de gammastraling in een jet uitzenden, en de richting van deze jet "wankelt" als gevolg van interacties met zijn begeleidende zwarte gat. Dit zou van PG 1553+113 een belangrijk doelwit maken voor een toekomstige zwaartekrachtgolfdetector in de ruimte. zoals de Laser Interferometer Space Antenna (LISA) van de European Space Agency, klaar voor lancering in de jaren 2030, of door de Square Kilometre Array (SKA), een gigantische radiotelescoop, die in aanbouw is in Zuid-Afrika en Australië.

De wetenschappers waarschuwen dat andere interpretaties de cyclische emissie kunnen verklaren. Bijvoorbeeld, er kunnen periodieke instabiliteiten zijn in een schijf van materie die rond een enkel superzwaar zwart gat wervelt, of er kunnen algemene relativistische effecten zijn die ervoor zorgen dat de gammastraling-emitterende jet precest.

"De periodieke variaties in zichtbaar licht, verzameld gedurende 12 jaar door optische telescopen op aarde en in de ruimte, zijn vergelijkbaar en goed gecorreleerd met wat we zien in hoogenergetische gammastraling van Fermi's Large Area Telescope. Het is een totaal nieuwe ontdekking voor hoogenergetische gammastraling en actieve sterrenstelsels, " zei Stefan Larsson, een onderzoeker aan het Koninklijk Instituut voor Technologie in Stockholm, Zweden.