Blazar
Un blazar (din engleză: blazing object quasi-stellar object ) este o sursă extrem de energică, variabilă și foarte compactă, asociată cu o gaură neagră supermasivă situată în centrul unei galaxii gazdă. Acestea se numără printre cele mai violente fenomene din univers și reprezintă un subiect important de studiu al astronomiei extragalactice .
Blazarii fac parte dintr-un grup mare de galaxii active , numite și nuclee active galactice ( AGN , în engleză). Cu toate acestea, Blazarii nu sunt un grup omogen și pot fi împărțite în două tipuri: foarte variabile cuasarii , uneori numite quasari optice violent variabilă (OVVs), care sunt doar o mică fracțiune din toate quasari și obiecte de tip BL Lacertae . Unele obiecte rare pot fi considerate „ blazuri intermediare ”, care par să aibă atât proprietăți OVV, cât și proprietăți BL Lacertae. Numele „blazar” a fost inventat în 1978 de astronomul Ed Spiegel pentru a indica combinația acestor două clase de obiecte.
Structura
Blazarele, ca toate AGN-urile, sunt atât de energice datorită materialului care cade într-o gaură neagră supermasivă în centrul galaxiei gazdă. Gazul , praful și stelele sunt captate, iar spirala din această gaură neagră centrală creează un disc fierbinte de acumulare care generează o cantitate enormă de energie , sub formă de fotoni , electroni , pozitroni și alte particule elementare . Această regiune este destul de mică, cu o lățime de aproximativ 10-3 parsec .
Există, de asemenea, inele mari opace care se extind mai multe parsecuri din gaura neagră centrală, care conțin gaz fierbinte amestecat cu regiuni de densitate mare. Acești „nori” pot absorbi și retransmite energie din regiunile din apropierea găurii negre. Pe Pământ sunt detectate ca linii de emisie în spectrul blazar.
Perpendicular pe discul de acumulare, o pereche de jeturi relativiste îndepărtează plasma extrem de energică din AGN. Jetul este orientat datorită unei combinații de câmpuri magnetice intense cu vânturi puternice care vin de pe discul de acumulare și inele. În interiorul jetului, fotonii și particulele de mare energie interacționează între ele și cu câmpul magnetic puternic. Aceste jeturi relativiste se pot extinde până la 10 kiloparseci distanță de gaura neagră centrală.
În modelul unificat al AGN (modelul unificat AGN), blazarele sunt interpretate ca galaxii active observate în direcția jetului relativist. Această particularitate permite explicarea caracteristicilor fizice ale blazarelor: luminozitate ridicată observată, variație foarte rapidă, polarizare ridicată și mișcare aparent superluminală observată în primele parsecuri ale jetului în majoritatea blazarelor, probabil legate de efectele relativiste ale frontului de undă. . [1]
Opinia general acceptată este că quasarele OVV sunt galaxii radio puternice, în timp ce obiectele BL Lacertae sunt galaxii radio slabe. Distincția dintre aceste două tipuri explică diferența dintre proprietățile liniilor de emisie din blazare. În ambele cazuri, galaxiile gazdă sunt uriași eliptici .
Modele alternative, de exemplu microlentele gravitaționale , sunt capabile să reprezinte doar o mică parte din quasarele observate care nu au proprietățile generale.
Efecte relativiste
Efectele relativiste sunt produse și în blazare, adică efecte care pot fi interpretate de relativitatea specială . În principal, luminozitatea jetului pare mai mare decât este de fapt.
Viteza masei de plasmă care constituie jetul poate atinge 95-99% din viteza luminii (aceasta nu este viteza unui electron generic sau a unui proton în jetul: particulele individuale se mișcă în direcții diferite cu rezultatul că viteza plasmă netă este în acest interval). Relația dintre luminozitatea emisă de jet și luminozitatea observată de pe Pământ depinde de caracteristicile jetului.
Aceste efecte relativiste pot complica uneori înțelegerea caracteristicilor reale ale acestor obiecte. Datorită efectelor relativiste și a efectului Doppler , jetul care se apropie va apărea mai luminos și deplasat spre albastru , în timp ce cel opus va părea mai slab și deplasat spre roșu . În funcție de unghiul la care este aranjat jetul față de Pământ, doi blazuri identice în sine pot părea foarte diferite pentru noi.
Descoperiri
Multe dintre blazarele mai strălucitoare au fost identificate inițial nu ca galaxii îndepărtate extrem de energice, ci ca stele variabile neregulate situate în propria noastră galaxie. Aceste blazare, ca adevărate stele neregulate variabile, își schimbă strălucirea în perioade de zile sau ani, dar fără nici un model precis.
Dezvoltarea recentă a radioastronomiei a arătat că există numeroase surse radio pe cer. Spre sfârșitul anului 1950, rezoluția radiotelescoapelor era suficientă pentru a putea identifica anumite surse radio cu un omolog optic, ceea ce a dus la descoperirea quasarilor. Blazarii sunt bine reprezentați printre acești primi quasari descoperiți și într-adevăr primul redshift a fost găsit pentru 3C273, un quasar foarte variabil, care este, de asemenea, un blazar.
În 1968 s-a observat o conexiune similară între presupusa stea variabilă BL Lacertae și puternica sursă radio VRO 42.22.01 [2] . BL Lacertae a prezentat multe dintre caracteristicile quasarurilor, dar spectrul optic a fost împărțit la liniile spectrale utilizate pentru a determina redshift-ul. Indicii slabe ale prezenței unei galaxii au fost în cele din urmă găsite în 1974.
Natura extragalactică a BL Lacertae nu a fost o surpriză. În 1972 unele variabile optice și surse radio au fost îmbinate și a fost creată o nouă clasă de galaxii: obiecte de tip BL Lacertae.
În prezent sunt cunoscute câteva sute de obiecte BL Lacertae.
Contribuții importante la identificarea blazarelor au fost aduse în anii 1990 de către instrumentul EGRET de la bordul Observatorului Compton Gamma-Ray al NASA și, începând din 2008, de telescopul LAT de la telescopul spațial Fermi Gamma-Ray . [3] Întrucât blazarele sunt cele mai active nuclee galactice din banda de raze X și gamma, ele sunt, de asemenea, cele mai ușor de identificat de telescoapele sensibile la această bandă, precum cele menționate mai sus.
Exemple de blazar
- BL Lacertae , identificat în 1968 ca omologul optic al unei surse radio, în constelația Șopârlei , se află la 900 de milioane de ani lumină distanță (numele variabil al stelei derivă din faptul că omologul optic părea așa din 1929);
- PKS 2155-304
- Markarian 421 , în constelația Ursa Major , este la 360 de milioane de ani lumină distanță
- Markarian 501
- JO 287 , în constelația Rac
- JO 279 , în constelația Fecioarei
- Cta 102 , probabil în constelația Pegasus , începând din 2017 clasificat drept cel mai strălucitor blazar observat vreodată din 2017. [4]
- 4Fgl J1219.0 + 3653, cel mai îndepărtat blazer BL Lacertae detectat vreodată în 2020, cu o schimbare la roșu de aproximativ 3,59 care corespunde unei vârste a universului estimată, în momentul emiterii sale, de aproximativ 2 miliarde de ani [5]
Notă
- ^ Biretta, John , HUBBLE DETECTS MOZIUNE MAI RAPIDĂ decât lumina în GALAXY M87 ( TXT ), pe stsci.edu , Baltimore, Maryland, Space Telecsope Science Institute, 6 ianuarie 1999.
- ^ Schmitt JL: BL Lac identificat ca sursă radio , Nature 218, 663, 1968.
- ^ PF Michelson, WB Atwood, S. Ritz, Telescopul spațial cu raze gamma Fermi: rezultate cu energie ridicată din primul an .
- ^ media.inaf.it (editat de), acel jet nu este un șarpe , pe media.inaf.it , 5 decembrie 2017.
- ^ Claudia Mignone, Record Blazar în tânărul univers , pe media.inaf.it , 29 octombrie 2020.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre blazar
