|
Поведение блазара не поддается классификации
|
|
|
|
Блазары - это активные галактики, которые испускают из своих центров узкие струи ионизированного вещества, направленные в сторону Земли. В зависимости от свойств электромагнитного излучения, испускаемого джетами, астрономы делят такие объекты на разные, четко определенные классы. Однако с блазаром BL Lacertae, расположенным на заднем плане созвездия Ящерицы, все оказывается не так просто.
|
|
|
|
Далекий космос в очередной раз удивил исследователей. До сих пор казалось, что блазары — активные галактики, испускающие в нашу сторону потоки вещества, — можно разделить на довольно четкие группы в зависимости от генерируемого ими электромагнитного излучения. Эта до сих пор ясная ситуация только что стала очень сложной.
|
|
|
|
В журнале Astronomy & Astrophysics польско-немецкая группа ученых из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN) в Кракове и Гейдельбергского университета (HU) сообщает о недавних наблюдениях блазара, который по неизвестным причинам не подпадает под существующую классификацию.
|
|
|
|
Объект, известный сейчас как BL Lacertae, был обнаружен в 1929 году на фоне созвездия Лацерты (Ящерицы). Первоначально астрономы рассматривали его как одну из многих переменных звезд в нашей галактике. Однако более поздние наблюдения привели к удивительному открытию: то, что выглядело как звезда, на самом деле находилось на расстоянии 900 миллионов световых лет от нас, так что это определенно не могло быть звездой.
|
|
|
|
|
|
|
Из сотен миллиардов галактик, видимых в пределах наблюдаемой Вселенной, некоторые являются активными галактиками. Это галактики, ядра которых испускают большое количество электромагнитного излучения, предположительно, в результате сложных процессов, происходящих при попадании вещества в центральную сверхмассивную черную дыру.
|
|
|
|
В некоторых галактиках узкие струи ионизированного вещества, выбрасываемые вблизи полюсов черной дыры на гигантские расстояния, в крайних случаях даже превышающие миллион световых лет, являются впечатляющим признаком активности. Если струя направляется к Земле, астрономы называют галактику, из которой она исходит, блазаром. BL Lacertae оказался именно таким объектом.
|
|
|
|
"Блазары интересны по многим причинам, не в последнюю очередь потому, что ориентация струй и огромные скорости их частиц, близкие к скорости света, приводят к разнообразным эффектам, описываемым теорией относительности. Излучение блазаров наблюдается на различных электромагнитных длинах волн, начиная от радио и заканчивая гамма-лучами очень высокой энергии", - объясняет доктор Алисия Вежчольска (Alicja Wierzcholska, IFJ PAN).
|
|
|
|
"Мы сосредоточились на анализе энергии электромагнитного излучения, испускаемого одним из самых ранних обнаруженных блазаров - BL Lacertae. Почему мы сосредоточились именно на нем? Из-за его активности в последние годы и некоторых интересных особенностей испускаемого им излучения, которые мы уже заметили во время предыдущих сеансов наблюдения".
|
|
|
|
Наблюдения, о которых сообщалось, проводились в 2020-2023 годах. Они проводились на околоземной орбите с помощью приборов американской спутниковой обсерватории Swift имени Нила Герлса; только в жестком рентгеновском диапазоне они были дополнены данными космического телескопа NuSTAR.
|
|
|
|
В дополнение к рентгеновскому диапазону, который представлял наибольший интерес для польско-немецких исследователей, были также зарегистрированы оптическая и ультрафиолетовая области спектра. Это объясняется тем, что электромагнитное излучение, производимое блазарами, распространяется от радиодиапазона через оптическую, ультрафиолетовую и рентгеновскую области до гамма-излучения самых высоких энергий.
|
|
|
|
Блазары подразделяются на квазары с плоским спектром излучения и объекты семейства BL Lacertae (BL Lacs), которые характеризуются более слабыми линиями излучения и название которых происходит именно от названия блазара BL Lacertae. В рамках семейства BL Lacs возможно дальнейшее разделение. Действительно, диаграммы, показывающие весь энергетический спектр блазаров, напоминают вулканические конусы: у них есть две вершины, разделенные дугообразным углублением.
|
|
|
|
Если спектральный "вулкан" смещен в сторону высоких энергий, объект BL Lacertae классифицируется как HBL (высокочастотный остроконечный BL Lac), если в сторону низких энергий - как LBL (низкочастотный остроконечный BL Lac), в то время как объекты с промежуточным сдвигом относятся к как IBL (промежуточные BL Lacs).
|
|
|
|
"Объекты семейства BL Lacertae вполне однозначно могут быть отнесены к определенному типу. Блазар семейства BL Lacertae до сих пор считался представителем промежуточного класса, IBL. Поэтому мы были немало удивлены, когда заметили, что в рентгеновском диапазоне на некоторых этапах периода наблюдения он выглядел как HBL, на других - как LBL, а в других случаях "вежливо" производил впечатление объекта типа IBL. Как будто этого было недостаточно, такого рода изменения происходили очень быстро. Это необычное поведение, физическую основу которого мы пока не в состоянии объяснить", - говорит доктор Вежчольска и подчеркивает, что сюрпризов было больше: зафиксированная рентгеновская активность блазара оказалась рекордной за всю историю его наблюдений.
|
|
|
|
В настоящее время предполагается, что отдельные физические явления, связанные с различными группами частиц в струе, ответственны за существование двух пиков в спектрах блазаров. Многие астрофизики согласны с предположением, что низкоэнергетический пик связан с электронами и синхротронным излучением, которое они испускают.
|
|
|
|
Единого мнения по поводу второго пика нет. Возможно, это также является следствием поведения электронов. Например, их столкновения с фотонами низкой энергии, которые приводят к увеличению энергии фотонов (это известно как обратное комптоновское рассеяние).
|
|
|
|
Однако были выдвинуты и другие гипотезы, например, связанные с адронами (то есть скоплениями кварков, таких как протоны или нейтроны). Но для того, чтобы объяснить поведение блазара BL Lacertae, необходимо было бы указать на нечто большее: не только на физические процессы, ответственные за формирование двух пиков, но, прежде всего, на механизм, ответственный за их быстрое переключение. Можно было бы рискнуть сказать, что прежде чем это произойдет, многие астрофизики-теоретики проведут немало бессонных ночей.
|
|
|
|
Источник
|
