Door de gegevens van ESA's XMM-Newton-satelliet te analyseren, hebben astronomen van de Astronomical Observatory van de Jagiellonian University in Krakau, Polen, en elders, de intraday-variabiliteit van röntgenstralen onderzocht van een nabijgelegen blazar die bekend staat als Markarian 421. Resultaten van de studie, gepubliceerd 5 juni op arXiv.org, zou ons kunnen helpen de aard van hoogenergetische röntgenbronnen beter te begrijpen.

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 (AGN) herbergen en zijn de meest talrijke extragalactische gammastralingsbronnen. Hun karakteristieke kenmerken zijn relativistische jets die bijna precies op de aarde gericht zijn.

Op basis van hun optische emissie-eigenschappen verdelen astronomen blazars in twee klassen:plat-spectrum radio-quasars (FSRQ's) met prominente en brede optische emissielijnen, en BL Lacertae-objecten (BL Lacs), die dat niet hebben.

Op een afstand van zo'n 134 miljoen lichtjaar is Markarian 421 (of kortweg Mrk 421) een van de dichtstbijzijnde blazars naar de aarde. Eerdere waarnemingen van Mrk 421 classificeerden het als een BL Lac vanwege het karakterloze optische spectrum, compacte radio-emissie, sterk gepolariseerde en variabele fluxen in optische en radiobanden. De blazar herbergt een centrale SMBH met een massa die geschat wordt tussen 200 en 900 miljoen zonsmassa's.

Mrk 421 is ook geclassificeerd als een high-energy peaked blazar (HBL) aangezien zijn synchrotronpiek in de spectrale energieverdeling (SED) werd gevonden in röntgenstralingsenergieën hoger dan 0,1 keV. Dit, samen met zijn kenmerkende niet-thermische spectrum, maakt Mrk 421 een goede kandidaat om intraday-flux en spectrale variaties in de loop van de tijd te bestuderen. Dus een team van astronomen onder leiding van Angel Priyana Noel analyseerde zijn röntgenwaarnemingen over een periode van 17 jaar.

"We gebruiken openbare archiefgegevens van 25 puntige observaties van Mrk 421 met een EPIC-pn-instrument aan boord van XMM-Newton, uitgevoerd binnen een periode van 17 jaar (2000-2017) voor analyse van flux en spectrale variaties op IDV [intraday variabiliteit ] tijdschalen en om de röntgenstraling te bestuderen die naar verwachting zal worden gegenereerd in de jet dicht bij het centrale zwarte gat van de blazar", legden de onderzoekers uit.

Over het algemeen stelde de beschikbare EPIC-pn-gegevens het team in staat analyses uit te voeren van fluxvariabiliteit, spectrale variabiliteit en kruisgecorreleerde onderzoeken van zachte en harde röntgenbanden van Mrk 421 op IDV-tijdschalen. Voor alle puntige röntgenwaarnemingen inspecteerden ze lichtcurven in zachte (0,3-2,0 keV), harde (2,0-10,0 keV) en totale (0,3-10,0 keV) energiebanden.

Uit de studie bleek dat de fractionele variabiliteit duidelijk bewijs vertoont van IDV met grote amplitude in 23 van de 25 puntige waarnemingen in alle beschouwde röntgenbanden. De IDV-werkcyclus werd geschat op 96%, maar in alle gegevens werd ook enige mate van variabiliteit vastgesteld.

Bovendien suggereren de resultaten dat de fractionele variabiliteitsamplitude afhangt van het bestudeerde röntgenenergiebereik en altijd hoger is in de harde band dan in de zachte band. De totale energiegewogen minimale variabiliteitstijdschalen voor alle puntige waarnemingen liggen in het bereik van 1.030 tot 1.059 seconden.

De onderzoekers identificeerden ook tijdsvertragingen tussen zachte en harde energiebanden, maar ze onthullen geen constant patroon. Ze voegden eraan toe dat het optreden van de grote vertragingen in zachte of harde fotonen matig gerelateerd is aan de mate van fluxvariabiliteit. + Verder verkennen

Suzaku-waarnemingen vinden X-ray intraday variabiliteit van de blazar PKS 2155−304

© 2022 Science X Network