У квазара обнаружили колебания яркости неизвестной природы

Китайские астрономы из Университета провинции Юньнань обнаружили, что далекий блазар PKS 0405-385 производит квазипериодические колебания в гамма-излучении, при этом причина этого явления пока остается неизвестной. Об открытии, которое должно помочь раскрыть природу изменений в яркости излучения многих подобных объектов, сообщается в препринте, доступном в репозитории arXiv.

PKS 0405-385 имеет красное смещение 1,285, что с учетом расширения Вселенной соответствует радиальному расстоянию около 13 миллиардов световых лет. Он является блазаром, то есть компактным квазаром с релятивистскими джетами, направленными в сторону наблюдателя. Ученые относят его к типу радиоквазаров с плоским спектром (англ. flat-spectrum radio quasars, FSRQ), чья характерная особенность — очень быстрые и значительные изменения в оптическом излучении. Считается, что FSRQ — это квазары в период бурной активности, в то время как другой тип квазаров — лацертиды — находится в состоянии относительного покоя.

Астрономы проанализировали кривую блеска PKS 0405-385, полученную космическим аппаратом НАСА Fermi и охватывающую период времени от 2008 до 2021 года. Они обнаружили квазипериодические колебания (англ. quasi-periodic oscillation, QPO) кривой гамма-излучения, которые занимают примерно 2,8 года. Квазипериодические колебания находятся в промежуточном положении между хаотическими и периодическими колебаниями и могут быть результатом наложения двух или нескольких колебательных процессов. Например, QPO рентгеновского излучения у черной дыры или нейтронной звезды могут порождаться раскаленным газом, закручивающимся в аккреционном диске.

На сегодняшний день QPO наблюдались в более чем 20 блазарах. Ученые предполагают, что причиной может быть спиральное течение вещества внутри релятивистского джета, вырывающегося с огромной скоростью с одного из полюсов одиночной сверхмассивной черной дыры, либо присутствие пары сверхмассивных черных дыр.

Квазары — это активные ядра эллиптических галактик, которые подпитываются энергией сверхмассивных черных дыр, поглощающих межзвездное вещество. С обеих сторон ядра вырываются релятивистские джеты или струи, при этом скорость истечения составляет значительную долю скорости света. Черная дыра является источником очень мощного излучения, которое превышает суммарное излучение всех звезд обычных галактик вроде Млечного Пути.