Blazar-variabilitet

Aktive galaktiske kerner (AGN) er supermassive sorte huller i centrene af galakser, der ophober materiale. Disse AGN udsender stråler af ladede partikler, der bevæger sig med hastigheder tæt på lysets, transportere enorme mængder energi væk fra det centrale sorte hul-område og udstråle over det elektromagnetiske spektrum. Blazarer er ekstreme eksempler på AGN, hvor de kollimerede jetfly tilfældigt er rettet mod os. Blazar-jetfly har to maksimale emissionsbølgelængder, en, der strækker sig fra radio til røntgen, resultatet af acceleration af ladede partikler, og en med ekstremt kort bølgelængde, højenergi gammastrålebånd normalt (og noget kontroversielt) tilskrevet de ladede partikler, der spreder infrarøde "frø"-fotoner fra en række andre kilder. Alle disse bands viser stærk og uforudsigelig variation. Samtidig, langsigtede observationer på tværs af flere bånd derfor, ved at modellere den relative timing af flares og andre variable emissioner, tilbyde en værdifuld måde at undersøge de mange mulige fysiske mekanismer på.

CfA-astronomen Mark Gurwell var medlem af et stort team af astronomer, der overvågede variabiliteten af ​​blazaren CTA102 fra 2013-2017, der spændte over det elektromagnetiske spektrum fra radio til gammastråler, især ved at bruge Submillimeter Array til at måle afgørende kort (mm/submm) bølgelængde radioemission. Selvom denne lyse blazar havde været under overvågning siden 1978, det var først siden lanceringen af ​​Compton Gamma Ray Observatory i 1992, at dens gammastrålevariabilitet blev opdaget, og opsendelsen af ​​Fermi Gamma-Ray Space Telescope-missionen 2008 muliggjorde fortsatte observationer.

I 2016 CTA102 gik ind i en ny fase med meget høj gammastråleaktivitet, afbrænding i et par uger med tilsvarende emissionsændringer på alle bølgelængder. I december samme år blev der set en opblussen, der var mere end 250 gange lysere end sin sædvanlige svage tilstand. Flere detaljerede fysiske scenarier blev foreslået for den begivenhed, en af ​​dem baseret på ændringer i den geometriske orientering af strålerne. I det nye blad, holdet bemærker, at fordi de to emissionstoppe opstår fra to forskellige processer med forskellige geometriske karakteristika, det geometriske scenarie kan testes. Gammastrålerne og de optiske fluxer opstår fra de samme partikelbevægelser i strålerne, for eksempel, og bør være stærkt korreleret. Astronomerne foretog en analyse af alle de tilgængelige variabilitetsdata fra 2013-2017. De konkluderer, at en inhomogen, buet stråle moduleret af ændringer i orientering kan forklare den langsigtede flux og spektrale udvikling af CTA102 på en ligetil måde.