Астрономы двадцать лет наблюдали за одной галактикой, и она оказалась ещё менее понятной.
Насколько хорошо можно узнать человека по четырём фотографиям, сделанным с интервалом в десять лет? Примерно в таком положении находятся астрономы в отношении блазаров. Блазар — это активная галактика, в которой струя ионизированного вещества, выброшенная из области вокруг сверхмассивной чёрной дыры, направлена почти прямо на нас. Под этим углом галактика коллапсирует в одну яркую точку и светит во всём электромагнитном спектре, от радиоволн до гамма-лучей.
Кроме того, излучение постоянно меняется, и не синхронно: рентгеновские лучи могут вести себя одним образом, в то время как оптический свет — другим, иногда даже в рамках одного наблюдения. Для полноценного изучения этого явления потребовались бы приборы, непрерывно охватывающие весь спектр, а таких пока к сожалению не существует. Поэтому за блазарами наблюдают в рамках кампаний: по несколько дней за раз, каждые несколько месяцев или лет, в том узком энергетическом диапазоне, который охватывает данный телескоп.
Исследователи из Института ядерной физики в Кракове и Гейдельберге, теперь смогли провести гораздо более длительное исследование. Их целью является PKS 2155-304, ничем не примечательный объект, находящийся на расстоянии полутора миллиардов световых лет в южном созвездии Южной Рыбы. Данные охватывают почти два десятилетия и получены с помощью обсерватории NASA Swift (оптический, ультрафиолетовый и рентгеновский диапазоны) и Fermi (гамма-излучение).
Согласно стандартной модели, излучение исходит из одной области струи и создается одной популяцией электронов. Если бы это было так, оптическая и рентгеновская яркость должны были бы возрастать и убывать синхронно, возможно, с некоторой задержкой. Однако за двадцать лет этого не происходит. Никакой долгосрочной корреляции не наблюдается.
Когда блазар вспыхивает в рентгеновском диапазоне, кажется, что более жесткие фотоны с более высокой энергией обычно светятся ярче, чем более мягкие. Посмотрите на любую отдельную вспышку PKS 2155-304, и вы увидите это поведение, но детали различаются от вспышки к вспышке, и на протяжении двух десятилетий эта закономерность не сохраняется. Каждая вспышка, по-видимому, вызвана чем-то немного отличающимся.
Затем последовала серия странных наблюдений, которые озадачили всех. В двух сериях наблюдений 2012 года в спектре появился дополнительный провал, статистически подтвержденный, и это произошло в тот момент, когда объект вообще не вспыхивал. Что-то включилось между этими двумя измерениями. Команда считает, что наиболее вероятной причиной является адронная активность, причем работу выполняют протоны, а не электроны.
Это действительно интересный момент, потому что именно адронные процессы приводят к образованию нейтрино. Высокоэнергетические нейтрино годами добираются до Земли из источников, которые никто не может идентифицировать, и единственная надежная зацепка, которая у нас сейчас есть, — это блазар TXS 0506+056, пойманный в середине вспышки.
___________________________
📰 Источник информации: IFJ PAN Press.
📸 Фото 1: Блазар возникает, когда материя, падающая в сторону сверхмассивной чёрной дыры, выбрасывается наружу со скоростью, близкой к скорости света, по струям, направленным в противоположные стороны. Если такая струя направлена в нашу сторону, вся галактика коллапсирует в одну яркую точку. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech.
📸 Фото 2: Исследование IXPE показало, что наилучшим объяснением ускорения частиц в этих струях является ударная волна, распространяющаяся сквозь них. На врезке синим цветом показаны высокоэнергетические частицы; в стандартной модели электроны порождают все, что мы видим . Источник изображения: NASA/Pablo Garcia.
📸 Фото 3: TXS 0506+056 в гамма-лучах до вспышки 2017 года. Когда в сентябре того же года к Южному полюсу прибыл нейтрино высокой энергии, телескоп Fermi обнаружил, что этот блазар был наиболее активен за последнее десятилетие — это единственное надежное звено, связывающее космическое нейтрино с его источником. Источник изображения: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration.
#космос #астрономия #наука #Вселенная #интересно [club68997566|ЯEXPLORER | Космос]