Две децении набљудувања на блазар откриваат нови космички мистерии

Блазарите се меѓу најекстремните објекти во универзумот — активни галаксии чии тесни млазови од материја и зрачење се насочени речиси директно кон Земјата. Иако астрономите ги набљудуваат со децении, нивното однесување сè уште не може целосно да се објасни.

Полско-германски тим од Универзитетот во Хајделберг и Институтот за нуклеарна физика на Полската академија на науките анализирал речиси 20 години податоци за блазарот PKS 2155-304. Објектот се наоѓа на околу 1,5 милијарди светлосни години, во насока на соѕвездието Јужна Риба.

Истражувачите ги комбинирале мерењата од телескопите Neil Gehrels Swift и Fermi, кои го следат зрачењето во оптичкиот, ултравиолетовиот, рендгенскиот и гама-делот од спектарот. Долгорочниот пристап открил разлики што кратките набљудувачки кампањи не можат да ги забележат.

Најчесто користените модели претпоставуваат дека зрачењето потекнува од една зона во млазот и од една популација електрони. Но, тие модели добро ја опишуваат променливоста само на кратки временски скали. Во текот на две децении не била пронајдена постојана корелација меѓу промените во оптичкото и рендгенското зрачење.

Кај PKS 2155-304 не се појавил ниту вообичаениот образец според кој при силно рендгенско избувнување се зголемува уделот на високоенергетските, „тврди“ рендгенски фотони. Фактот што пократките периоди покажуваат поинакви корелации сугерира дека различни избувнувања можеби се поттикнати од различни физички механизми.

Дополнителна трага се појавила во целокупниот енергетски спектар. Блазарите обично имаат два главни врва, разделени со пад: понискоенергетскиот се поврзува со синхротронското зрачење на електроните, додека потеклото на повисокоенергетскиот сè уште не е сигурно.

Можно е тој да настанува преку инверзно Комптоново расејување, при кое електроните им пренесуваат енергија на фотоните. Сепак, не може да се исклучат процеси во кои учествуваат хадрони, како протони и неутрони. Во две набљудувања од 2012 година научниците забележале и дополнителен, статистички значаен пад во спектарот.

Таквата промена упатува на дополнителен физички процес, иако во тој период немало големо избувнување. Една од можностите е хадронски механизам, кој би можел да биде поврзан и со создавање неутрина — честички што речиси незабележливо минуваат низ материјата.

Некои теоретски и набљудувачки наоди веќе укажуваат дека блазарите можеби се извори на високоенергетски космички неутрина. Новите резултати не го решаваат тоа прашање, но покажуваат дека за разбирање на овие далечни галаксии се потребни подолги и пошироки набљудувања.

Студијата е објавена во списанието Journal of High Energy Astrophysics.