Astronomen uit Zwitserland en Duitsland hebben waarnemingen op meerdere golflengten uitgevoerd van een hoog-synchrotron-piek blazar die bekend staat als Mrk 421. De resultaten van deze waarnemingscampagne bieden meer inzicht in de variabiliteit van gammastraling door deze bron. De studie werd op 26 januari gepubliceerd op arXiv.org.

Blazars zijn zeer compacte quasars die worden geassocieerd met superzware zwarte gaten in de centra van actieve, gigantische elliptische sterrenstelsels. In het algemeen, blazars behoren tot een grotere groep actieve sterrenstelsels die actieve galactische kernen (AGN) herbergen, en hun karakteristieke kenmerken zijn relativistische jets die bijna precies op de aarde zijn gericht. Op basis van hun optische emissie-eigenschappen, astronomen verdelen blazars in twee klassen:flat-spectrum radio quasars (FSRQ's) met brede, prominente optische emissielijnen, en BL Lacertae-objecten (BL Lacs), welke niet.

Sommige FSRQ's zijn bronnen met een hoge synchrotronpiek (HSP), aangezien hun synchrotronpiek hoger is dan 1. 000 THz in het rustframe. Waarnemingen laten zien dat deeltjes efficiënt worden versneld tot zeer hoge energieën (VHE's) in de jets van HSP's, wat dergelijke bronnen zeer interessant maakt voor astronomen die extreme blazars bestuderen.

Bij een roodverschuiving van ongeveer 0,031, Mrk 421 is een HSP-blazar met een laag-energetisch synchrotron-component met een piek boven de 100, 000 THz. Het toont heldere en aanhoudende GeV- en TeV-emissie met frequente fakkelactiviteiten. Eerdere waarnemingen hebben aangetoond dat gammastraling van Mrk 421 snel variabel is en de oorsprong ervan wordt nog steeds besproken.

Om meer licht te werpen op de oorsprong van deze emissie, een team van astronomen onder leiding van Axel Arbet-Engels van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich, Zwitserland, besloten om observatiegegevens te analyseren die zijn verkregen tussen december 2012 en april 2018, met behulp van negen verschillende instrumenten, variërend van radio tot gammastraalband.

"We gebruikten 5,5 jaar onpartijdige observatiecampagnegegevens, verkregen met behulp van de FACT-telescoop en de Fermi LAT-detector bij TeV- en GeV-energieën, de langste en dichtste tot nu toe, samen met gelijktijdige waarnemingen met meerdere golflengten, om de variabiliteit van Mrk 421 te karakteriseren en de onderliggende fysieke mechanismen te beperken, ’ schreven de onderzoekers in de krant.

Uit de studie bleek dat de sterkste variaties van Mrk 421 voorkomen in de harde röntgenstralen en in de TeV-energieband. Het bleek dat röntgenstraling en fakkels in de TeV-energieband zeer goed gecorreleerd zijn. De gelijktijdig gemeten TeV- en röntgenfluxen bleken ook gecorreleerd te zijn.

Volgens het blad, de gemiddelde vertraging tussen de variaties van TeV en röntgenstraling ligt op een niveau van minder dan 0,6 dagen. De variaties in de GeV-energieband lijken sterk en breed gecorreleerd te zijn met optische en radiovariabiliteit. Het bleek dat de radiovariaties 30 tot 100 dagen achterblijven in de GeV-band.

Samenvattend de resultaten, de astronomen concludeerden dat röntgen- en TeV-emissies worden aangedreven door dezelfde populatie hoogenergetische deeltjes. Ze voegden eraan toe dat een dergelijke variabiliteit kan worden veroorzaakt door variaties van de maximale energie van het elektron, of door, bijvoorbeeld, het magnetische veld dat elektronen en protonen beïnvloedt.

© 2021 Science X Network