BL Ящерицы — удивительный объект, изменяющий свою яркость. Его название намекает, что это должна быть звезда. Однако ученые давно уже обнаружили, что на самом деле это активное ядро галактики, хотя до сих пор спорят, к какому типу оно относится.
Вспышка, не поддающаяся классификации
Блазары — это активные галактики, излучающие из своих центров узкие струи ионизированной материи, направленные в сторону Земли. В зависимости от свойств электромагнитного излучения, испускаемого струями, астрономы разделяют такие объекты на разные, четко определенные классы. Однако со вспышкой BL Ящерицы все оказывается не так просто.
Дальний космос снова удивил исследователей. До сих пор казалось, что блазары — активные галактики, излучающие струи материи в нашу сторону — можно разделить на достаточно четкие группы в соответствии с генерируемым ими электромагнитным излучением. Эта до сих пор понятная ситуация сейчас очень усложнилась.
В журнале Astronomy & Astrophysics польско-немецкая группа ученых из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN) в Кракове и Гейдельбергского университета (HU) сообщает о недавних наблюдениях вспышки, которая по неизвестным причинам не подвергается нынешней классификации.
Объект, известный сейчас как BL Ящерицы, был открыт в 1929 году. Первоначально астрономы считали его одной из многих переменных звезд в нашей Галактике. Однако более поздние наблюдения привели к удивительному открытию: то, что выглядело как звезда, на самом деле оказалось расположенным на расстоянии 900 млн световых лет от нас — значит, оно точно не могло быть звездой.
Активные галактики
Из сотен миллиардов галактик, наблюдаемых в видимой Вселенной, некоторые являются активными. Это галактики, ядра которых излучают большое количество электромагнитного излучения, вероятно, в результате сложных процессов, происходящих, когда материя падает в центральную сверхмассивную черную дыру.
В некоторых галактиках узкие струи ионизированной материи, выбрасываемые вблизи полюсов черной дыры на гигантские расстояния, в экстремальных случаях даже более миллиона световых лет, являются впечатляющим признаком активности. Если струя устремляется в сторону Земли, астрономы называют излучающую ее галактику блазаром. BL Lacertae оказалась именно таким объектом.
«Блазары интересны по многим причинам, не в последнюю очередь потому, что ориентация струй и огромные скорости их частиц, близкие к скорости света, приводят к разнообразным эффектам, описанным теорией относительности. Излучение от блазаров наблюдается на различных длинах электромагнитных волн, начиная от радио и заканчивая гамма-лучами очень высокой энергии», — объясняет д-р Алиция Вержольска (IFJ PAN).
Наблюдения блазара
Отчетные наблюдения происходили в 2020–2023 годах. Они проводились на орбите вокруг Земли с помощью приборов американского спутника Neil Gehrels Swift Observatory; только в жестком рентгеновском диапазоне они были дополнены данными космического телескопа NuSTAR.
Кроме рентгеновского диапазона, который больше всего интересовал польско-немецких исследователей, были также зафиксированы оптическая и ультрафиолетовая области спектра. Это связано с тем, что электромагнитное излучение, которое производят блазары, распространяется от радиодиапазона через оптическую, ультрафиолетовую и рентгеновскую области до гамма-излучения самых высоких энергий.
Блазары делятся на радиоквазары с плоским спектром и объекты типа BL Ящерицы, которые характеризуются более слабыми эмиссионными линиями и название которых происходит именно от вышеупомянутого источника излучения. Однако и последние могут делиться на несколько типов. Действительно, диаграммы, показывающие весь энергетический спектр блазаров, напоминают вулканические конусы: они имеют два пика, разделенные дугообразной впадиной.
Демонстрация различных типов блазаров
Если спектральный «вулкан» смещен в сторону высоких энергий, то лацертида классифицируется как HBL (High-frequency peak BL Lac), если в сторону низких энергий – как LBL (Low-frequency peak BL Lac), а объекты с промежуточным смещением называют IBL (Intermediate BL Lacs).
«Объекты типа BL Ящерицы довольно однозначно поддаются отнесению к определенному типу. Блазарь BL Lacertae до сих пор считался представителем промежуточного класса — IBL. Поэтому с немалым удивлением мы заметили, что в рентгеновском диапазоне в некоторые фазы периода наблюдений она напоминала HBL, в другие — как LBL, а в третьи — «вежливо» производила впечатление объекта типа IBL. Как будто этого было недостаточно, такие изменения происходили очень быстро. Это необычное поведение, физическую основу которого мы пока не можем объяснить», — говорит д-р Вержольская и подчеркивает, что сюрпризов было больше: зафиксированная рентгеновская активность блазара оказалась рекордной за всю историю его наблюдений.
Физическое объяснение двух пиков в спектре
Сейчас предполагают, что за существование двух пиков в спектрах блазаров отвечают отдельные физические явления, связанные с различными популяциями частиц в струе. Многие астрофизики соглашаются с предположением, что низкоэнергетический пик связан с электронами и синхротронным излучением, которое они испускают.
Относительно второго пика нет единого мнения. Возможно, он также является следствием поведения электронов. Например, их столкновения с низкоэнергетическими фотонами, что приводит к увеличению энергии фотонов (это известно как обратное комптоновское рассеяние).
Однако были выдвинуты и другие гипотезы, например, с участием адронов (то есть кластеров кварков, таких как протоны или нейтроны). Но для того, чтобы объяснить поведение вспышки BL Lacertae, необходимо было бы указать на нечто большее: не только на физические процессы, ответственные за формирование двух пиков, но, прежде всего, на механизм, ответственный за их быстрое переключение. Можно осмелиться сказать, что прежде чем это произойдет, многие астрофизики-теоретики проведут немало бессонных ночей.
По материалам phys.org
