Scientists Test a Controversial Theory of Blazar Emissions

Veritas dobavlja vitalne materiale za odkrivanje nevtrinov

Koncept tega umetnika prikazuje blazar – jedro aktivne galaksije, ki jo poganja supermasivna črna luknja. Zasluge: M. Weiss/CFA

Penn State Raziskovalci so pred kratkim označili več kot sto blazarjev – oddaljenih, dinamičnih galaksij, ki gostijo osrednjo supermasivno Črna luknja ki poganjajo močne curke – iz kataloga prej nerazvrščenih visokoenergijskih kozmičnih emisij. Novo identificirani blazarji, ki so zatemnjeni od večine svojih primerkov, so znanstvenikom dali priložnost, da preizkusijo kontroverzno teorijo o emisijah blazarjev. To novo znanje prispeva k našemu razumevanju širjenja črnih lukenj in celo vpliva na naše teorije o splošni relativnosti in fiziki delcev z visokimi energijami.

Nedavno je bil objavljen članek, ki opisuje blazarje in njihovo teorijo Astrophysical Journal,

Supermasivne črne luknje so lahko milijone ali celo milijarde krat večje od mase našega Sonca. V nekaterih primerih se snov izven obzorja dogodkov črne luknje izvrže v curku, ki pospeši skoraj do svetlobne hitrosti in pošilja emisije po vsem vesolju. Ko je curek usmerjen neposredno proti Zemlji, se sistem običajno imenuje blazar.

Dodiplomski študent Stephen Kerby je dejal: “Ker je curek blazarja usmerjen neposredno proti nam, jih lahko vidimo veliko dlje kot druge sisteme črnih lukenj, tako kot, ko pogledate neposredno v svetilko, so prikazane v svoji najsvetlejši obliki.” študent astronomije in astrofizike na Penn Stateu in prvi avtor prispevka. »Preučevanje blazarjev je vznemirljivo, saj nam njihove lastnosti omogočajo, da odgovorimo na vprašanja o supermasivnih črnih luknjah po vsem vesolju. V tej študiji smo uporabili relativno nove metode za karakterizacijo 106 temnih blazarjev in preizkusili napovedi kontroverzne teorije, imenovane ‘zaporedje blazarjev’.”

Blazarji oddajajo svetlobo v celotnem elektromagnetnem spektru, od nizkoenergijskih valovnih dolžin, kot so radijska, infrardeča in vidna svetloba, do visokoenergijskih valovnih dolžin, kot so rentgenski žarki in žarki gama. Ko astronomi preučujejo opazovanja teh emisij, običajno vidijo dva široka vrha, enega v žarkih gama in enega pri valovnih dolžinah nižje energije. Valovna dolžina in intenzivnost teh vrhov se spreminjata od blazarja do blazarja in s časom. Obsežna teorija blazarjev, opredeljena z “zaporedjem blazarjev”, predvideva, da bo nizkoenergijski vrh za svetle blazarje v povprečju bolj rdeč – nižja energija – kot za temne blazarje, medtem ko bo nizkoenergijski vrh za temne blazarje modre barve. – visoka energija.

“Nekatere najbolj vznemirljive in ekstremne blazarje odkrijemo z zaznavanjem njihove emisije žarkov gama, vendar teh objektov običajno ne moremo zaznati brez nadaljnjih opazovanj na več valovnih dolžinah,” je dejal Abe Falcone, raziskovalni profesor astronomije in astrofizike in njegov vodja. ali razumeti.” Skupina za visoko energijsko astrofiziko pri Penn Stateu. “Z našimi trenutno delujočimi teleskopi je resnično zelo težko zaznati in razvrstiti blazarje z nizkoenergijskimi vrhovi – rdečimi – ki so tudi zatemnjeni, medtem ko je veliko lažje najti te blazarje, ko so njihovi vrhovi pri višjih energijah.” ali ko S to raziskavo torej zmanjšujemo pristranskost izbire in raziskujemo zaporedja blazarjev, tako da gremo globlje v nizko svetilnost nizkoenergijskih in visokoenergijskih vrhov blazarjev.

Raziskovalci so skupaj z Amanpreetom Kaurjem, takratnim izrednim raziskovalnim profesorjem astronomije in astrofizike na Penn Stateu, identificirali potencialni blazar iz kataloga virov sevanja gama, ki jih je predhodno zaznal teleskop Fermi Large Area, od katerih mnogi še niso bili raziskani. Povezan je bil z nizkoenergijskimi emisijami, ki so verjetno prihajale iz enega vira. Za vsak blazar so raziskovalci identificirali te enakovredne emisije v rentgenskih, UV in optičnih žarkih – zaznal jih je observatorij Neil Gehrels Swift, katerega operativni center misije se nahaja v zvezni državi Penn State – ter v infrardečih in radijskih emisijah iz arhivskih podatkov. Navzkrižno sklicevanje na informacije je raziskovalcem sčasoma omogočilo karakterizacijo spektrov 106 novih, bolj zatemnjenih blazarjev.

“Opazovanja s teleskopom Swift so nam omogočila, da določimo položaje teh blazarjev z veliko večjo natančnostjo, kot bi lahko pričakovali samo od Fermijevih podatkov,” je dejal Kerby. “Združevanje vseh teh podatkov o emisijah z dvema novima tehničnima pristopoma nam je pomagalo ugotoviti, kje v elektromagnetnem spektru se pojavi nizkoenergijski vrh za vsak blazar, kar lahko pove na primer o jakosti magnetnega polja curka.” Lahko zagotovi informacije v polje, hitrost gibanja nabitih delcev in druge informacije.

Raziskovalci so uporabili, da bi ugotovili, kje se je zgodil ta vrh za dim blazar strojno učenje in pristop neposrednega fizičnega prilagajanja, od katerih ima vsak po Kerbyju prednosti in slabosti. Pristop strojnega učenja filtrira emisije, ki so lahko dejansko hrup, kot je prah ali svetloba drugih zvezd v Rimski cesti. Pristop neposrednega fizičnega prileganja ne filtrira hrupa in je precej težak za uporabo, vendar zagotavlja podrobnejše lastnosti curka blazar.

“Za oba pristopa je emisija našega vzorca zatemnjenih blazarjev na splošno dosegla vrh v modri, visokoenergijski svetlobi, čeprav je primerni pristop ustvaril manj ekstremne vrednosti,” je dejal Kerby. »To je skladno z zaporedjem blazarjev in razširja tisto, kar vemo o tem vzorcu. Vendar še vedno obstaja na tisoče Fermijevih nekoreliranih virov, za katere nismo našli primerkov rentgenskih žarkov, in dokaj varna domneva je, da so mnogi od teh virov tudi blazarji, ki so prešibki, da bi jih lahko zaznali v rentgenskih žarkih. Tukaj pridobljene lekcije o obliki spektrov teh blazarjev lahko uporabimo za napovedi o blazarjih, ki so še vedno prešibki, da bi jih zaznali, kar bo dodatno preizkusilo zaporedje blazarjev.

Katalog novih blazarjev je na voljo drugim astronomom za podrobno preučevanje.

“Pomembno je, da si vedno prizadevamo za razširitev našega nabora podatkov, da dosežemo zatemnjene in zatemnjene vire, ker so tako naše teorije popolnejše in manj nagnjene k napakam zaradi nepričakovanih pristranskosti,” je dejal Kerby. “Navdušen sem nad novimi teleskopi, ki bodo v prihodnosti raziskovali še več temnih blazarjev.”

Po mnenju raziskovalcev preučevanje supermasivnih črnih lukenj zagotavlja tudi edinstven način razumevanja fizičnih principov v vesolju.

“Supermasivne črne luknje in njihova okolica so kozmični laboratoriji, ki imajo veliko več energije kot karkoli, kar lahko proizvedemo v pospeševalnikih delcev na Zemlji,” je dejal Falcone. “Omogočajo nam preučevanje načel relativnosti, boljše razumevanje obnašanja delcev pri visokih energijah, preučevanje možnih virov kozmičnih žarkov, ki prihajajo na Zemljo, ter preučevanje rasti in nastajanja supermasivnih črnih lukenj in njihovih curkov. nudijo priložnosti za študija. ,

Referenca: “Testiranje blazarjevih zaporedij s spektri nedavno odkritih dim blazarjev iz Fermijevega nepovezanega kataloga” Stephena Kerbyja in Abrahama D. Falconeja, 10. julij 2023, Astrophysical Journal,
DOI: 10.3847/1538-4357/acd4c0

študija je bila financirana NASA,

READ  Nasin naslednji NASA-in začetek SpaceX-a: kdaj gledati

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja

Read also x