Выявлена ​​природа неизвестных источников гамма-излучения

Одна из самых интригующих задач современной гамма-астрономии — поиск низкоэнергетических аналогов неопознанных источников гамма-излучения. Неопознанные источники составляют около 1/3 всех небесных объектов, обнаруженных спутником Ферми на сегодняшний день, это самая последняя гамма-экспедиция с беспрецедентными возможностями для наблюдения высокоэнергетического неба.

Художественное изображение активной струи галактики. 

Поскольку самая большая популяция известных источников гамма-излучения — это блазары, астрономы считают, что они также могут классифицировать большинство неопознанных источников гамма-излучения как блазары. Однако полностью понять свою природу они могут только наблюдая за кандидатами в блазары на видимых частотах.

Блазары — чрезвычайно редкие галактики, питаемые черными дырами. В их центральных областях находится сверхмассивная черная дыра, которая уносит материю почти со скоростью света в виде мощной струи, направленной к Земле. Частицы, ускоренные в этих струях, могут излучать свет вплоть до самых мощных гамма-лучей, что позволяет их видеть инструментами на борту спутника Ферми.

Команда, возглавляемая доктором Гарольдом Пенья Херасо из Мексиканского национального института астрофизики, оптики и электроники (INAOE), проанализировала сотни оптических спектров, собранных многообъектным спектроскопическим телескопом Фабра (LAMOST) для большой площади неба на станции Синлун в г. Китай.

LAMOST находится в Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук. Это предоставило уникальную возможность раскрыть природу блазароподобных источников, которые потенциально могут быть аналогами неопознанных источников гамма-излучения.

Из списка источников, обнаруженных спутником Ферми, исследователи выбрали образец блазаров-кандидатов неопределенного типа (BCU), которые имеют несколько общих свойств с блазарами. Однако оптические спектроскопические наблюдения необходимы для определения их правильной классификации и подтверждения их природы.

Используя спектроскопические данные, доступные в архиве LAMOST, исследователи смогли классифицировать десятки BCU как блазары. «Данные LAMOST также позволили проверить природу сотен дополнительных блазаров путем поиска линий излучения или поглощения, используемых для определения их космологических расстояний», — сказал профессор GU Минфенг из Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук.

Подавляющее большинство источников относятся к классу блазаров, известному как объекты BL Lac, и имеют совершенно безликий оптический спектр. Это делает измерение их космологических расстояний чрезвычайно сложной задачей. Однако, благодаря наблюдениям LAMOST, еще несколько из них, к счастью, обнаружили видимые признаки в своих оптических спектрах.

«Наш анализ показал большой потенциал для исследования LAMOST и позволил нам обнаружить несколько блазаров с изменяющимся внешним видом», — сказал д-р Пенья Херасо, в настоящее время научный сотрудник Восточноазиатской обсерватории.

«Стоит отметить, что возможность использования наблюдений LAMOST для оценки космологических расстояний блазаров имеет решающее значение для изучения этой популяции, ее космологической эволюции, отпечатка во внегалактическом гамма-фоновом свете в спектрах гамма-лучей и вклада блазаров в внегалактический гамма-фон », — сказал профессор Франческо Массаро из Туринского университета.

«Я начал работать над этой оптической кампанией и анализировать спектроскопические данные в 2015 году, и в настоящее время, благодаря наблюдениям, доступным в архиве LAMOST, мы, безусловно, сделали значительный шаг в направлении отождествления источников гамма-излучения с блазарами. Будущие перспективы, достижимые с помощью наборов данных LAMOST, окончательно раскроют природу сотен новых блазаров в ближайшие годы », — прокомментировала д-р Федерика Риччи из Болонского университета и INAF-OAS.