Astronomer opdager en blazar i et skiftende udseende

En doktorand ved University of Oklahoma, kandidat- og bachelorforskerassistenter, og en lektor ved Homer L. Dodge Department of Physics and Astronomy ved University of Oklahoma College of Arts and Sciences er hovedforfattere på et papir, der beskriver en blazar med "skiftende udseende" - en kraftfuld aktiv galaktisk kerne drevet af supermassivt sorthul kl. centrum af en galakse. Bladet er udgivet i The Astrophysical Journal .

Hora D. Mishra, en ph.d. studerende, og fakultetsmedlem Xinyu Dai er hovedforfattere af papiret, sammen med Christopher Kochanek og Kris Stanek ved Ohio State University og Ben Shappee ved University of Hawaii. Artiklen repræsenterer resultaterne af forskere fra 12 forskellige institutioner, som deltog i et to-årigt samarbejdsprojekt, der involverede indsamling af spektre eller billeddata i forskellige elektromagnetiske bånd. OU-teamet ledede indsatsen med at analysere alle de indsamlede data fra samarbejdet og bidrog primært til fortolkningen af ​​analyseresultaterne, assisteret af OU kandidatstuderende Saloni Bhatiani og bachelorstuderende Cora DeFrancesco og John Cox, som udførte hjælpeanalyser til projektet.

Blazarer, forklarer Mishra, der også fungerer som præsident for Lunar Sooners, fremstår som parallelle stråler af lys eller partikler, eller jetfly, peger på observatører og udstråler over alle bølgelængder af det elektromagnetiske spektrum. Disse jetfly spænder over afstande på million lysårsskalaen og er kendt for at påvirke udviklingen af ​​galaksen og galaksehoben, hvori de befinder sig via strålingen. Disse funktioner gør blazarer til ideelle miljøer til at studere jetflys fysik og deres rolle i galakseudviklingen.

"Blazars er en unik form for AGN med meget kraftige jetfly, " sagde hun. "Jets er en radiomode for feedback og på grund af deres skalaer, de trænger ind i galaksen ind i deres store miljø. Oprindelsen af ​​disse jetfly og processer, der driver strålingen, er ikke velkendte. Dermed, at studere blazarer giver os mulighed for bedre at forstå disse jetfly, og hvordan de er forbundet med andre komponenter i AGN, ligesom accretion disken. Disse stråler kan varme op og fortrænge gas i deres miljø, hvilket påvirker, for eksempel, stjernedannelsen i galaksen."

Holdets papir fremhæver resultaterne af en kampagne for at undersøge udviklingen af ​​en blazar kendt som B2 1420+32. Ved udgangen af ​​2017 denne blazar udviste en enorm optisk flare, et fænomen fanget af All Sky Automated Survey for SuperNovae teleskopnetværk.

"Vi fulgte dette op ved at observere udviklingen af ​​dets spektrum og lyskurve i løbet af de næste to år og hentede også tilgængelige arkivdata for dette objekt, " sagde Mishra. "Kampagnen, med data, der strækker sig over et årti, har givet nogle mest spændende resultater. Vi ser dramatisk variation i spektret og multiple transformationer mellem de to blazarunderklasser for første gang for en blazar, dermed giver den navnet 'skiftende udseende' blazar."

Holdet konkluderede, at denne adfærd er forårsaget af de dramatiske kontinuumfluxændringer, som bekræfter en længe foreslået teori, der adskiller blazarerne i to hovedkategorier.

"Ud over, vi ser adskillige meget store multibåndsudbrud i de optiske og gammastrålende bånd på forskellige tidsskalaer og nye spektrale funktioner, " sagde Mishra. "Sådan ekstrem variabilitet og de spektrale funktioner kræver dedikerede søgninger efter flere sådanne blazarer, som vil give os mulighed for at bruge de dramatiske spektrale ændringer observeret til at afsløre AGN/jet-fysik, herunder hvordan støvpartikler omkring supermassive sorte huller ødelægges af den enorme stråling fra den centrale motor, og hvordan energi fra en relativistisk stråle overføres til støvskyerne, giver en ny kanal, der forbinder udviklingen af ​​det supermassive sorte hul med dets værtsgalakse."

"Vi er meget begejstrede over resultaterne af at opdage en blazar i et skiftende udseende, der ikke forvandler sig selv en eneste gang, men tre gange, mellem dens to underklasser, fra de dramatiske ændringer i dens kontinuumemission, " tilføjede hun. "Desuden, vi ser nye spektrale funktioner og optisk variabilitet, der er uden fortilfælde. Disse resultater åbner døren til flere sådanne undersøgelser af meget variable blazarer og deres betydning for forståelsen af ​​AGN-fysik."

"Det er virkelig interessant at se fremkomsten af ​​en skov af jernemissionslinjer, tyder på, at nærliggende støvpartikler blev fordampet af den stærke stråling fra strålen og frigav frie jernioner til de udsendende skyer, et fænomen forudsagt af teoretiske modeller og bekræftet i dette blazarudbrud, " sagde Dai.