Een team van astronomen uit Zwitserland en Duitsland heeft een meerbands fotometrische langetermijnmonitoring uitgevoerd van een nabijgelegen blazar die bekend staat als Markarian 501. De waarnemingscampagne leverde essentiële informatie op over de variabiliteit van de blazar en ontdekte talrijke fakkels van deze bron. De resultaten van het onderzoek zijn op 7 september gepubliceerd op arXiv.org.

Blazars zijn zeer compacte quasars die worden geassocieerd met superzware zwarte gaten (SMBH's) in de centra van actieve, gigantische elliptische sterrenstelsels. Ze behoren tot een grotere groep actieve sterrenstelsels die actieve galactische kernen herbergen, en zijn de meest talrijke extragalactische gammastralingsbronnen. Hun karakteristieke kenmerken zijn relativistische jets die bijna precies op de aarde zijn gericht.

BL Lacertae-objecten (BL Lacs) zijn een soort blazar die jets met een lager vermogen en hogere Doppler-factoren laat zien dan andere blazars. Op basis van de locatie van de synchrotronpiek, ze kunnen worden onderverdeeld in lage (LBL's), intermediair (IBL), en BL Lacs (HBL's) met hoge synchrotronpiek. Astronomen zijn vooral geïnteresseerd in het vinden van zeldzame extreme HBL's (EHBL's) - geïdentificeerd door synchrotron-emissiepieken bij energieën boven 1 keV. Dergelijke objecten worden beschouwd als een van de meest efficiënte en extreme versnellers in het universum.

Bij een roodverschuiving van 0,034, Markarian 501 (of Mrk 501) is een van de meest bestudeerde nabije heldere blazars. Eerdere waarnemingen van deze bron hebben gesuggereerd dat het een EHBL kan zijn. Een groep onderzoekers onder leiding van Axel Arbet-Engels van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich, Zwitserland, besloten om deze hypothese verder te onderzoeken door een meerbandsfotometrie op lange termijn van Mrk 501 uit te voeren met behulp van verschillende grondfaciliteiten en ruimtetelescopen, waaronder de eerste G-APD Cherenkov-telescoop (FACT).

"We hebben de breedbandvariabiliteit van Mrk 501 van eind 2012 tot midden 2018 bestudeerd. Er is gekeken naar de gegevens van acht instrumenten, ’ schreven de astronomen in de krant.

De variabiliteit van Mrk 501 werd gedetecteerd in alle golfbanden. De fractionele variabiliteit is het laagst in de radio en het hoogst in de TeV-band, en het neemt monotoon toe van de radio naar de röntgenstralen en van de GeV's naar de TeV's.

De vertraging tussen de variaties van TeV en röntgenstraling werd geschat op minder dan 0,4 dagen. Volgens de onderzoekers is deze bijna nul vertraging is consistent met synchrotron self-Compton (SSC) emissie, waar TeV-fotonen worden geproduceerd door inverse Compton-verstrooiing.

"De gemelde vertraging <0,4 dagen tussen de TeV- en röntgenstralingsfluxen komt overeen met de zelf-Compton- of externe Compton-frameworks omdat elektronen snel afkoelen ( <0,5 uur) bij deze energieën, " legden de wetenschappers uit.

De waarnemingen identificeerden ook talrijke TeV- en X-ray flares van Mrk 501. Het karakteristieke tijdsinterval tussen TeV flares bleek vergelijkbaar te zijn met de verwachting als deze flares worden veroorzaakt door de zogenaamde Lense-Thirring precessie (een relativistische correctie op de precessie van een gyroscoop nabij een grote roterende massa) van de accretieschijf rond de SMBH.

© 2021 Science X Network