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    A pesquisa investiga a variabilidade do blazar Mrk 421

    Imagem do Sloan Digital Sky Survey de blazar Markarian 421. Crédito:Sloan Digital Sky Survey

    Astrônomos da Suíça e da Alemanha realizaram observações de comprimentos de onda múltiplos de um blazar de pico de síncrotron alto conhecido como Mrk 421. Os resultados desta campanha observacional fornecem mais insights sobre a variabilidade da emissão de raios gama desta fonte. O estudo foi publicado em 26 de janeiro em arXiv.org.

    Os blazares são quasares muito compactos associados a buracos negros supermassivos nos centros de atividade, galáxias elípticas gigantes. Em geral, os blazares pertencem a um grupo maior de galáxias ativas que hospedam núcleos galácticos ativos (AGN), e seus traços característicos são jatos relativísticos apontados quase exatamente para a Terra. Com base em suas propriedades de emissão óptica, os astrônomos dividem os blazares em duas classes:quasares de rádio de espectro plano (FSRQs) que apresentam amplo, linhas de emissão óptica proeminentes, e objetos BL Lacertae (BL Lacs), que não.

    Alguns FSRQs são fontes de pico síncrotron alto (HSP), pois seu pico síncrotron está acima de 1, 000 THz no quadro restante. As observações mostram que as partículas são eficientemente aceleradas até energias muito altas (VHEs) nos jatos de HSPs, o que torna essas fontes muito interessantes para os astrônomos que estudam blazares extremos.

    Com um desvio para o vermelho de cerca de 0,031, Mrk 421 é um blazar HSP com um componente síncrotron de baixa energia com pico acima de 100, 000 THz. Ele apresenta emissão brilhante e persistente de GeV e TeV com atividades de queima freqüentes. Observações anteriores mostraram que a emissão de raios gama do Mrk 421 varia rapidamente e sua origem ainda é debatida.

    Para esclarecer melhor a origem dessa emissão, uma equipe de astrônomos liderados por Axel Arbet-Engels do Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Zurique, Suíça, decidiu analisar os dados observacionais obtidos entre dezembro de 2012 e abril de 2018, usando nove instrumentos diferentes que vão do rádio à banda de raios gama.

    "Usamos 5,5 anos de dados de campanha de observação imparcial, obtido usando o telescópio FACT e o detector Fermi LAT nas energias TeV e GeV, o mais longo e denso até agora, junto com observações contemporâneas de múltiplos comprimentos de onda, para caracterizar a variabilidade de Mrk 421 e restringir os mecanismos físicos subjacentes, "escreveram os pesquisadores no jornal.

    O estudo descobriu que as variações mais fortes do Mrk 421 ocorrem nos raios-X duros e na banda de energia TeV. Descobriu-se que o raio-X e as chamas na banda de energia TeV estão muito bem correlacionados. Os fluxos de TeV e de raios-X medidos simultaneamente também foram encontrados para estar correlacionados.

    De acordo com o jornal, a defasagem média entre as variações do TeV e dos raios X está em um nível de menos de 0,6 dias. As variações na banda de energia GeV parecem estar forte e amplamente correlacionadas com a variabilidade óptica e de rádio. Foi descoberto que as variações de rádio estão atrasadas na banda GeV por 30 a 100 dias.

    Resumindo os resultados, os astrônomos concluíram que as emissões de raios-X e TeV são impulsionadas pela mesma população de partículas de alta energia. Eles acrescentaram que tal variabilidade pode ser causada por variações da energia máxima do elétron, ou pela, por exemplo, o campo magnético afetando elétrons e prótons.

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