Наука

Учени от Института по астрономия участват в публикация в „Nature“ с изследването на блазара BL Lac

Учени от Института по астрономия с НАО участват в публикация в „Nature“ с изследването на блазара BL Lac

Международен колектив с участието на български астрономи откри цикли на осцилираща яркост в струя от високоенергийни частици, излъчвани от блазара BL Lac. Резултатите от това изследване са публикувани тази седмица в едно от най-престижните научни списания в света – „Nature“. Съавтори на статията от българска страна от Института по астрономия с НАО са учените: проф. д-р Румен Бачев, проф. д-р Евгени Семков, доц. д-р Атанас Стригачев и гл. ас. д-р Александър Куртенков.

За реализирането на това изследване са използвани наблюдения на 37 различни телескопа в 13 държави. Нашите резултати са получени с 2-метровия RCC телескоп и с 50/70 см Шмит телескоп на Националната астрономическа обсерватория Рожен, както и с 60-сантиметровия телескоп в Астрономическата обсерватория в Белоградчик.

Това е втората публикация на този колектив учени от БАН в престижното списание „Nature“ на тема блазари. Първата представи изследване на блазара СТА 102 и беше публикувана през декември 2017 г. в брой 7685, том 552 на „Nature“.

Учени от Института по астрономия с НАО участват в публикация в „Nature“ с изследването на блазара BL Lac
Фигура 1. Художествена интерпретация на явлението блазар и изхвърляната от него струя от високоенергийни частици.

Наблюденията на този тип обекти са организирани от д-р Клаудия Райтери и д-р Масимо Вилата от Астрофизическата обсерватория в Торино (Италия) и включват астрономи, които работят по целия свят (Whole Earth Blazar Telescope). Данните за променливостта на блазарите в оптичната област се допълват с наблюдения в гама-лъчи от сателитите AGILE на Италианската космическа агенция и Fermi на НАСА. Тези наблюдения доведоха до откриването на цикличност на видимата яркост с период около 13 часа на блазара BL Lac по време на силното избухване, наблюдавано във всички области на спектъра през втората половина на 2020 г.

Учени от Института по астрономия с НАО участват в публикация в „Nature“ с изследването на блазара BL Lac
Фигура 2. Крива на блясъка на блазара BL Lac по време на избухването през 2020 г. Показани са наблюденията в червената част на оптичния спектър (около 635 нанометра) и в гама диапазона (панели 1 и 4), а също така и наблюдаваната стойност и ъгъл на поляризация на светлината (панели 2 и 3).

Блазарите са вид активни галактически ядра, чийто източник на енергия е материя, която пада върху свръхмасивна черна дупка в центъра на галактика. Около 10% от активните галактични ядра изхвърлят двойка струи (наричани още джетове), които се движат в междузвездното пространство със скорост, близка до светлинната. Явлението блазар се наблюдава, когато една от тези струи е насочена почти директно към Земята, което я прави да изглежда много по-ярка. Тези струи излъчват в целия дизпазон на електро-магнитния спектър – от радио диапазона, през оптичната област, до рентгеновите и гама лъчите. Интензитета на излъчване се променя бързо с времето, като промените обикновено са случайни, без наличие на перидичност.

Учени от Института по астрономия с НАО участват в публикация в „Nature“ с изследването на блазара BL Lac
Фигура 3. Снимка на 50/70 см Шмит телескоп в НАО Рожен, с който са получени голяма част от наблюденията на блазара BL Lac, използвани в публикацията.

BL Lac се намира приблизително на 1 милиард светлинни години от нас и масата на черната дупка в ядрото му се оценява на около двеста милиона слънчеви маси. Екипът от астрономи разкрива, че в струята на блазара се образува пречупване, което изкривява магнитното поле по такъв начин, че наблюдаваната яркост се променя периодично. Също така, наблюдаваната поляризация на видимата светлина от блазара се мени с подобна периодичност, като яркостта. Наблюдавана е и корелация между променливостта във видимата светлина и в гама лъчите, без отместване между тях, което означава, че те се излъчват от една и съща област на струята.

Учени от Института по астрономия с НАО участват в публикация в „Nature“ с изследването на блазара BL Lac
Фигура 4. Снимка на отворения купол на 2-м телескоп на НАО Рожен. Автор: В. Паскалев

Линк към публикацията в списание „Nature“: https://www.nature.com/articles/s41586-022-05038-9