BL Ящірки — дивовижний об’єкт, що змінює свою яскравість. Його назва натякає, що це має бути зоря. Проте вчені давно вже виявили, що насправді це активне ядро галактики, хоча досі сперечаються, до якого типу воно належить.
Спалах, що не піддається класифікації
Блазари — це активні галактики, які випромінюють зі своїх центрів вузькі струмені іонізованої матерії, спрямовані у бік Землі. Залежно від властивостей електромагнітного випромінювання, яке випускають струмені, астрономи поділяють такі об’єкти на різні, чітко визначені класи. Однак зі спалахом BL Ящірки все виявляється не так просто.
Далекий космос знову здивував дослідників. Досі здавалося, що блазари — активні галактики, які випромінюють струмені матерії в наш бік — можна розділити на досить чіткі групи відповідно до електромагнітного випромінювання, яке вони генерують. Ця дотепер зрозуміла ситуація наразі дуже ускладнилася.
У журналі Astronomy & Astrophysics польсько-німецька група науковців з Інституту ядерної фізики Польської академії наук (IFJ PAN) у Кракові та Гейдельберзького університету (HU) повідомляє про нещодавні спостереження спалаху, який із невідомих причин не піддається нинішній класифікації.
Об’єкт, відомий зараз як BL Ящірки, був відкритий у 1929 році. Спочатку астрономи вважали його однією з багатьох змінних зір у нашій Галактиці. Однак пізніші спостереження привели до дивовижного відкриття: те, що нагадувало зорю, насправді виявилося розташованим на відстані 900 млн світлових років від нас — отже, воно точно не могло бути зорею.
Активні галактики
Із сотень мільярдів галактик, що спостерігаються у видимому Всесвіті, деякі є активними. Це галактики, ядра яких випромінюють велику кількість електромагнітного випромінювання, ймовірно, в результаті складних процесів, які відбуваються, коли матерія падає в центральну надмасивну чорну діру.
У деяких галактиках вузькі струмені іонізованої матерії, що викидаються поблизу полюсів чорної діри на гігантські відстані, в екстремальних випадках навіть більше мільйона світлових років, є чудовою ознакою активності. Якщо струмінь спрямовується в бік Землі, астрономи називають галактику, що його випромінює, блазаром. BL Lacertae виявилася саме таким об’єктом.
«Блазари цікаві з багатьох причин, не в останню чергу тому, що орієнтація струменів і величезні швидкості їхніх частинок, близькі до швидкості світла, призводять до різноманітних ефектів, описаних теорією відносності. Випромінювання від блазарів спостерігається на різних довжинах електромагнітних хвиль, починаючи від радіо і завершуючи гамма-променями дуже високої енергії», — пояснює д-р Аліція Вержольська (IFJ PAN).
Спостереження блазара
Звітні спостереження відбувалися у 2020–2023 роках. Вони проводилися на орбіті навколо Землі за допомогою приладів американського супутника Neil Gehrels Swift Observatory; лише в жорсткому рентгенівському діапазоні вони були доповнені даними космічного телескопа NuSTAR.
Окрім рентгенівського діапазону, який найбільше цікавив польсько-німецьких дослідників, були також зафіксовані оптична та ультрафіолетова області спектра. Це пов’язано з тим, що електромагнітне випромінювання, яке виробляють блазари, поширюється від радіодіапазону через оптичну, ультрафіолетову та рентгенівську області до гамма-випромінювання найвищих енергій.
Блазари поділяються на радіоквазари з плоским спектром і об’єкти типу BL Ящірки, які характеризуються слабшими емісійними лініями й назва яких походить саме від вищезгаданого джерела випромінювання. Однак і останні можуть ділитися на кілька типів. Справді, діаграми, що показують весь енергетичний спектр блазарів, нагадують вулканічні конуси: вони мають два піки, розділені дугоподібною западиною.
Демонстрація різних типів блазарів
Якщо спектральний «вулкан» зміщений у бік високих енергій, то лацертида класифікується як HBL (High-frequency peak BL Lac), якщо в бік низьких енергій — як LBL (Low-frequency peak BL Lac), а об’єкти з проміжним зміщенням називають IBL (Intermediate BL Lacs).
«Об’єкти типу BL Ящірки досить однозначно піддаються віднесенню до певного типу. Блазар BL Lacertae досі вважався представником проміжного класу — IBL. Тому з неабияким здивуванням ми помітили, що в рентгенівському діапазоні в деякі фази періоду спостережень вона нагадувала HBL, в інші — як LBL, а в треті — «ввічливо» справляла враження об’єкта типу IBL. Наче цього було недостатньо, такі зміни відбувалися дуже швидко. Це незвичайна поведінка, фізичну основу якої ми поки що не можемо пояснити», — каже д-р Вержольська і підкреслює, що сюрпризів було більше: зафіксована рентгенівська активність блазара виявилася рекордною за всю історію його спостережень.
Фізичне пояснення двох піків у спектрі
Наразі припускають, що за існування двох піків у спектрах блазарів відповідають окремі фізичні явища, пов’язані з різними популяціями частинок у струмені. Багато астрофізиків погоджуються з припущенням, що низькоенергетичний пік пов’язаний з електронами й синхротронним випромінюванням, яке вони випускають.
Щодо другого піка немає єдиної думки. Можливо, він також є наслідком поведінки електронів. Наприклад, їхнього зіткнення з низькоенергетичними фотонами, що призводить до збільшення енергії фотонів (це відоме як зворотне комптонівське розсіювання).
Однак були висунуті й інші гіпотези, наприклад, за участю адронів (тобто кластерів кварків, таких як протони або нейтрони). Але для того, щоб пояснити поведінку спалаху BL Lacertae, необхідно було б вказати на щось більше: не тільки на фізичні процеси, відповідальні за формування двох піків, а й насамперед на механізм, відповідальний за їхнє швидке перемикання. Можна наважитися сказати, що перш ніж це станеться, багато астрофізиків-теоретиків проведуть чимало безсонних ночей.
За матеріалами phys.org
