Мощнейшую гамма-вспышку блазара впервые изучили сразу на трех радиочастотах
Мощнейшая гамма-вспышка произошла в созвездии Лебедя в 2021 году. Следом были зафиксированы ее отголоски — а теперь завершен их анализ.
Результаты наблюдений за гамма-блазаром TXS 2013+370 с помощью интерферометрии со сверхдлинной базой приняты к публикации журналом Astronomy & Astrophysics.
Струи, нацеленные на нашу планету
Напомним, блазары — это очень компактные квазизвездные объекты (квазары), связанные со сверхмассивными черными дырами в центрах активных гигантских эллиптических галактик. Они относятся к более обширной группе галактик с активными ядрами и являются самыми распространенными источниками гамма-излучения за пределами нашей Галактики. Их отличительная черта — релятивистские струи (джеты), направленные почти точно в сторону Земли.
По характеру оптического излучения блазары принято делить на два основных класса: квазары с плоским спектром (FSSRQs), которые имеют яркие и широкие спектральные линии, и объекты типа BL Ящерицы, у которых такие линии отсутствуют или крайне слабы.
Вспышка поймана
TXS 2013+370 — мощный гамма-блазар с красным смещением около 0,86 (порядка 7,8 миллиардов световых лет), расположенный вблизи плоскости Галактики. В его центре находится сверхмассивная черная дыра примерно в 400 миллионов раз тяжелее Солнца.
С 6 декабря 2020 года светимость TXS 2013+370 в гамма-диапазоне начала резко усиливаться, перерастая в полноценную вспышку. Группа исследователей под руководством астрофизика Йоргоса Михаилидиса из Аристотелевского университета в Салониках (Греция) решила провести целевые наблюдения за этим блазаром методом радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), что позволило изучить вспышку с беспрецедентной детальностью.
«В данной работе мы провели поляриметрические РСДБ-наблюдения TXS 2013+370 на частотах 22, 43 и 86 ГГц во время исключительной вспышки в диапазоне GeV 11 февраля 2021 года, достигнув углового разрешения до ~0,1 миллисекунды дуги. Это первое многочастотное поляриметрическое РСДБ-исследование данного источника», — пишут исследователи.
Изучение структуры джета
Прежде всего, наблюдения показали, что TXS 2013+370 представляет собой компактный источник с доминирующим ядром и изогнутым джетом, простирающимся на юго-запад от яркой центральной области. На полученных изображениях видно, что блазар состоит из яркого ядра и нескольких отдельных компонентов в струе, причем ее общая структура лучше различима на более высоких частотах.
Наблюдения позволили обнаружить в изогнутом джете TXS 2013+370 новый компонент, получивший обозначение N2. Он расположен примерно в 60 микросекундах дуги от ядра блазара, и его появление связано с повышением активности источника во всех диапазонах спектра.
Где рождается гамма-излучение
Оказалось, что область генерации гамма-излучения в TXS 2013+370 находится за пределами или на самой границе области широких линий (BLR). Это делает пылевой тор блазара основным резервуаром фотонов: инфракрасные фотоны от тора захватываются джетом и преобразуются в гамма-кванты в процессе внешнего комптоновского рассеяния.
Была обнаружена сильная корреляция и временной лаг между импульсами в гамма-диапазоне и на частоте 15 ГГц — радиоотголоски пришли примерно через 102 дня.
Сравнив вспышку 2021 года с предыдущей, произошедшей в 2009 году, авторы работы пришли к выводу, что в обоих случаях гамма-лучи генерировались в одном и том же месте в пределах одного парсека от ядра. Другую временну́ю задержку тогда они объяснили изменениями условий непрозрачности в джете, а не перемещением самого источника излучения.
