Астрономы открывают блазар, который меняет свой внешний вид

Предоставлено: архивное изображение Sloan Digital Sky Survey от марта 2004 г. (вверху) и изображение из кампании авторов по наблюдению за блазаром, B2 1420 + 32, полученное в январе 2020 г. с использованием ASAS-SN (внизу).

Хора Д. Мишра, доктор философии. Студент и преподаватель Синью Дай являются ведущими авторами статьи вместе с Кристофером Кочанеком и Крисом Станеком из Университета штата Огайо и Беном Шаппи из Гавайского университета. В документе представлены результаты исследователей из 12 различных учреждений, которые участвовали в двухлетнем совместном проекте по сбору спектров или данных изображений в различных электромагнитных диапазонах. Команда OU возглавила работу по анализу всех данных, собранных в результате сотрудничества, и внесла вклад в основном в интерпретацию результатов анализа при помощи аспиранта OU Салони Бхатиани и студентов бакалавриата Кора ДеФранческо и Джона Кокса, которые выполнили вспомогательный анализ проекта.

Блазарс, объясняет Мишра, который также является президентом Lunar Sooners, появляются как параллельные лучи света или частиц, или струи, указывающие на наблюдателей и излучающие во всех длинах волн электромагнитного спектра. Эти джеты охватывают расстояния в миллион световых лет и, как известно, влияют на эволюцию галактики и скопления галактик, в котором они находятся, через излучение. Эти особенности делают блазары идеальной средой для изучения физики джетов и их роли в эволюции галактик.

«Блазары — это уникальный вид АЯГ с очень мощными струями», — сказала она. «Джеты — это радио-режим обратной связи, и из-за своих масштабов они проникают через галактику в свою крупномасштабную среду. Происхождение этих струй и процессов, вызывающих излучение, хорошо не известно. Таким образом, изучение блазаров позволяет нам лучше понять эти джеты и то, как они связаны с другими компонентами АЯГ, такими как аккреционный диск. Эти струи могут нагревать и вытеснять газ в окружающей среде, влияя, например, на звездообразование в галактике ».

В документе группы освещаются результаты кампании по исследованию эволюции блазара, известного как B2 1420 + 32. В конце 2017 года этот блазар продемонстрировал огромную оптическую вспышку — явление, зафиксированное сетью телескопов All Sky Automated Survey для SuperNovae.

«Мы проследили за этим, наблюдая за эволюцией его спектра и кривой блеска в течение следующих двух лет, а также извлекли архивные данные, доступные для этого объекта», — сказал Мишра. «Кампания с данными, охватывающими более десяти лет, дала некоторые впечатляющие результаты. Мы впервые видим драматическую изменчивость в спектре и множественные трансформации между двумя подклассами блазаров для блазара, что дало ему название блазар с изменяющимся внешним видом ».

Команда пришла к выводу, что такое поведение вызвано резкими изменениями потока континуума, которые подтверждают давно предложенную теорию, разделяющую блазары на две основные категории.

«Кроме того, мы видим несколько очень крупных многополосных вспышек в оптическом и гамма-диапазонах в разных временных масштабах и с новыми спектральными характеристиками», — сказал Мишра. «Такая экстремальная изменчивость и спектральные особенности требуют целенаправленных поисков большего количества таких блазаров, что позволит нам использовать наблюдаемые драматические спектральные изменения, чтобы раскрыть физику АЯГ / джетов, в том числе то, как частицы пыли вокруг сверхмассивных черных дыр разрушаются огромным излучением из центральный двигатель и то, как энергия от релятивистской струи передается в пылевые облака, обеспечивая новый канал, связывающий эволюцию сверхмассивной черной дыры с ее родительской галактикой ».

«Мы очень воодушевлены результатами открытия меняющегося блазара, который трансформируется не один, а три раза между двумя своими подклассами из-за резких изменений в его непрерывном излучении», — добавила она. «Кроме того, мы видим новые спектральные характеристики и беспрецедентную оптическую изменчивость. Эти результаты открывают дверь для большего количества подобных исследований сильно изменчивых блазаров и их важности для понимания физики AGN ».

«Действительно интересно наблюдать появление леса эмиссионных линий железа, предполагающего, что близлежащие частицы пыли были испарены сильным излучением струи и выпустили свободные ионы железа в излучающие облака — явление, предсказанное теоретическими моделями и подтвержденное в этот взрыв блазара, — сказал Дай.