Астрономія
Астрономія

Блазар кілька разів змінив свій клас протягом десятиліття спостережень

Астрономи більше десяти років вивчали блазар B2 1420+32, у тому числі й під час його спалаху в 2018-2020 роках. За цей час він кілька разів перейшов з класу радіоквазарів з плоским спектром у лацертиди і назад, значно змінюючи своє гамма- та оптичне випромінювання і температуру. Подібна поведінка раніше не фіксувалася для блазарів та викликана змінами в суцільному спектрі випромінювання, зазначають автори статті у журналі The Astrophysical Journal.

NASA, JPL-Caltech

NASA, JPL-Caltech

Якими бувають блазари?

Коли матеріал потрапляє на центральну чорну діру, вона стає активним ядром галактики. Більшість таких ядер не є потужними радіоджерелами, тобто є радіотихими. А от радіоголосні активні ядра галактик можна поділити на радіоджерела з плоским і крутим спектром. Вважається, що джерелом радіовипромінювання при цьому є потужні релятивістські струмені, що вириваються з ядра. У випромінюванні від радіоквазарів з плоским спектром (flat spectrum radio quasars, FSRQ) домінують прямі викиди із джету, а у джерел з крутим спектром переважає випромінювання від взаємодії струменя з навколишнім середовищем. Коли джет спрямований прямо на спостерігача, таке джерело називається блазаром. Випромінювання джету блазара домінує на всіх довжинах хвиль, так що випромінювання від базового активного ядра галактики не видно. Блазари також демонструють набагато більшу амплітуду та коротшу мінливість у часі, ніж квазари, на всіх довжинах хвиль. Блазари можна умовно розділити на дві категорії: об'єкти FSRQ та лацертиди. Лацертиди є активними ядрами галактик з низькою світністю, а об’єкти типу FSRQ — з високою. Попередні дослідження дозволили припустити, що ці два типи насправді можуть бути різними стадіями блазара.

Який блазар досліджували астрономи?

Блазар B2 1420+32 зафіксували завдяки випромінюванню в діапазоні від радіохвиль до гамма-променів. За оцінками, маса чорної діри, що лежить в його основі, становить 400 мільйонів сонячних мас. Спершу його ідентифікували як об’єкт FSRQ. У грудні 2018 року блазар продемонстрував оптичний спалах, збільшивши яскравість на дві величини після десятиліття відносно спокійного стану. Дослідники вирішили проаналізувати його під час цього спалаху за допомогою Обсерваторії Лас-Камбрес. Протягом наступних двох років після початку спостережень об’єкт пережив ще кілька спалахів в оптичному, близькому інфрачервоному, гамма-діапазоні, і навіть виділив дуже енергетичні гамма-промені.

Архівне зображення блазара за 2004 рік та зображення за 2020 рік, зроблене під час дослідження. University of Oklahoma

Архівне зображення блазара за 2004 рік та зображення за 2020 рік, зроблене під час дослідження. University of Oklahoma

Про що вони дізналися?

У період між 2016–2019 роками гамма-промені та оптичні потоки збільшились у 1500 разів (8 зоряних величин) і 40 разів (4 зоряної величини) відповідно. Амплітуда оптичної мінливості, що спостерігалася, є безпрецедентною: оптичний потік блазара збільшився у 100 разів (5 зоряних величин) порівняно із початковими спостереженнями у 1995 році. Дослідники зафіксували, що під час цих високих амплітудних коливань яскравості B2 1420 + 32 кілька разів перейшов від об’єкта FSRQ до лаценртила і назад, одночасно отримуючи нові спектральні характеристики. Так, у спектрі з’явилися лінії випромінювання заліза. Можливо, це пов’язано із випаровуванням частинок пилу внаслідок сильного випромінювання від джету. Астрономи пов’язують зміни, які відбувалися із блазаром, із різкими змінами у суцільному спектрі випромінювання джету.

Подібна змінність раніше не спостерігалася, проте може бути поширеною, адже дослідження блазарів у кількох діапазонах спектру лишаються рідкісними. Автори роботи сподіваються, що майбутні спостереження дозволять дізнатися більше про такі механізми.