science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Astronomen ontdekken een veranderende blazar

Sloan Digital Sky Survey archiefbeeld van maart 2004 (links) en het beeld van de observatiecampagne van de auteurs van de blazar, B2 1420+32, genomen in januari 2020 met ASAS-SN (rechts). De helderheid van de blazar nam met een factor 100 toe. Credit:University of Oklahoma

Een doctoraalstudent aan de Universiteit van Oklahoma, afgestudeerde en niet-gegradueerde onderzoeksassistenten, en een universitair hoofddocent aan de Homer L. Dodge Department of Physics and Astronomy aan de University of Oklahoma College of Arts and Sciences zijn hoofdauteurs van een paper die een blazar met een "veranderend uiterlijk" beschrijft - een krachtige actieve galactische kern aangedreven door een superzwaar zwart gat op het centrum van een melkwegstelsel. De krant is gepubliceerd in Het astrofysische tijdschrift .

Hora D. Mishra, een doctoraat student, en faculteitslid Xinyu Dai zijn hoofdauteurs van het artikel, samen met Christopher Kochanek en Kris Stanek aan de Ohio State University en Ben Shappee aan de University of Hawaii. Het artikel vertegenwoordigt de bevindingen van onderzoekers van 12 verschillende instellingen die deelnamen aan een tweejarig samenwerkingsproject waarbij spectra of beeldgegevens in verschillende elektromagnetische banden werden verzameld. Het OU-team leidde de inspanning bij het analyseren van alle gegevens die tijdens de samenwerking werden verzameld en droeg voornamelijk bij aan de interpretatie van de analyseresultaten, bijgestaan ​​door OU-afgestudeerde student Saloni Bhatiani en niet-gegradueerde studenten Cora DeFrancesco en John Cox die aanvullende analyses voor het project hebben uitgevoerd.

Blazers, legt Mishra uit, die ook dienst doet als voorzitter van Lunar Sooners, verschijnen als parallelle lichtstralen of deeltjes, of jets, wijzend naar waarnemers en uitstralend over alle golflengten van het elektromagnetische spectrum. Deze jets overspannen afstanden op de schalen van een miljoen lichtjaar en het is bekend dat ze via de straling invloed hebben op de evolutie van het melkwegstelsel en de cluster van sterrenstelsels waarin ze zich bevinden. Deze eigenschappen maken Blazars ideale omgevingen om de fysica van jets en hun rol in de evolutie van sterrenstelsels te bestuderen.

"Blazars zijn een uniek soort AGN met zeer krachtige jets, "zei ze. "Jets zijn een radiomodus voor feedback en vanwege hun schalen, ze dringen de melkweg binnen in hun grootschalige omgeving. De oorsprong van deze stralen en processen die de straling aandrijven, zijn niet goed bekend. Dus, het bestuderen van blazars stelt ons in staat om deze jets beter te begrijpen en hoe ze zijn verbonden met andere componenten van de AGN, zoals de accretieschijf. Deze jets kunnen het gas in hun omgeving opwarmen en verdringen, bijvoorbeeld, de stervorming in de melkweg."

De paper van het team belicht de resultaten van een campagne om de evolutie van een blazar, bekend als B2 1420+32, te onderzoeken. Eind 2017, deze blazar vertoonde een enorme optische flare, een fenomeen vastgelegd door het All Sky Automated Survey for SuperNovae-telescoopnetwerk.

Sloan Digital Sky Survey archiefbeeld van maart 2004 (boven) en het beeld van de observatiecampagne van de auteurs van de blazar, B2 1420+32, genomen in januari 2020 met ASAS-SN (onder). De helderheid van de blazar nam met een factor 100 toe. Credit:Sloan Digital Sky Survey archiefbeeld van maart 2004 (boven) en het beeld van de observatiecampagne van de auteurs van de blazar, B2 1420+32, genomen in januari 2020 met ASAS-SN (onder).

"We hebben dit gevolgd door de evolutie van het spectrum en de lichtcurve in de komende twee jaar te observeren en ook archiefgegevens op te halen die beschikbaar zijn voor dit object, " zei Mishra. "De campagne, met gegevens van meer dan een decennium, heeft enkele meest opwindende resultaten opgeleverd. We zien voor het eerst dramatische variabiliteit in het spectrum en meerdere transformaties tussen de twee blazar-subklassen voor een blazar, dus waardoor het de naam 'veranderende-look' blazar."

Het team concludeerde dat dit gedrag wordt veroorzaakt door de dramatische continuümfluxveranderingen, die een lang voorgestelde theorie bevestigen die blazars in twee hoofdcategorieën scheidt.

"In aanvulling, we zien verschillende zeer grote multiband-uitbarstingen in de optische en gammastraalbanden op verschillende tijdschalen en nieuwe spectrale kenmerken, Mishra zei. "Zo'n extreme variabiliteit en de spectrale kenmerken vereisen toegewijde zoekopdrachten naar meer van dergelijke blazars, waarmee we de dramatische spectrale veranderingen kunnen gebruiken die zijn waargenomen om AGN / jet-fysica te onthullen, inclusief hoe stofdeeltjes rond superzware zwarte gaten worden vernietigd door de enorme straling van de centrale motor en hoe energie van een relativistische jet wordt overgebracht naar de stofwolken, het verschaffen van een nieuw kanaal dat de evolutie van het superzware zwarte gat verbindt met zijn gastmelkweg."

"We zijn erg enthousiast over de resultaten van het ontdekken van een blazar met een veranderend uiterlijk die zichzelf niet één keer transformeert, maar drie keer tussen de twee subklassen, van de dramatische veranderingen in de continuüm-emissie, "voegde ze eraan toe. "Bovendien, we zien nieuwe spectrale kenmerken en optische variabiliteit die ongekend is. Deze resultaten openen de deur naar meer van dergelijke studies van zeer variabele blazars en hun belang voor het begrijpen van AGN-fysica."

"Het is echt interessant om de opkomst te zien van een bos van ijzeremissielijnen, wat suggereert dat nabijgelegen stofdeeltjes werden verdampt door de sterke straling van de jet en vrije ijzerionen vrijgaven in de uitzendende wolken, een fenomeen voorspeld door theoretische modellen en bevestigd in deze uitbarsting, ' zei Dai.