Международная группа астрономов, в составе которой работал главный научный сотрудник Центра превосходства киберфизических систем IoT и IoE Казанского федерального университета Омар Куртанидзе, исследовала блазар BL Lacertae.

Блазары – это класс внегалактических объектов высокой светимости, которые представляют собой активные галактические ядра с релятивистскими джетами, их выявление и наблюдение возможно только в том случае, если джеты направлены в сторону наблюдателя.

«Можно сказать, что блазары – это черные дыры, расположенные в ядрах галактик и излучающие энергию во всем спектральном диапазоне, начиная с радио и заканчивая  TeV, благодаря сложным физическим процессам, происходящим в джетах (струях). Причем эти джеты должны быть направлены в сторону нашей планеты, тогда они могут наблюдаться и исследоваться учеными на Земле», – объяснил О.Куртанидзе. 

Результаты, полученные учеными, представлены в журнале Nature. 

«Блазары типа BL Lacertae расположены в массивных эллиптических галактиках, и многие из блазаров демонстрируют в излучаемых релятивистских струях наблюдаемое сверхсветовое движение плазменных сгустков. По сравнению с квазарами, имеющими сильные эмиссионные линии, в спектрах BL Lacertae наблюдается практически полное отсутствие спектральных линий. Это мешает уверенно определять расстояния до блазаров», – рассказал Омар Мирианович.

Cчиталось, что нетепловое излучение блазаров достаточно сильно изменяется на различных временных масштабах, сообщил ученый.  

«Эта изменчивость носит в основном случайный, нерегулярный характер, хотя в редких случаях наблюдались и определенные нелинейные (квазипериодические) колебания (QPO). Такие колебания подразумевают наличие систематических физических процессов, происходящих в джетах и недостаточно изученных до сих пор. При этом QPO с периодами, равными суткам или часам, являются особенно редкими, и их нестабильность объясняется или излучением сгустков плазмы, которая движется по спирали внутри джета, или возможными орбитальными движениями в аккреционном диске», – объяснил астроном.

Омар Куртанидзе отметил, что на решение этих проблем было направлено исследование группы астрономов более чем из 40 институтов и обсерваторий, проведенное в широком спектральном диапазоне.   

«На основе наблюдений потока радио-, оптических и гамма-лучей, которые излучал блазар BL Lacertae во время мощной вспышки в 2020 году, была изучена также линейная поляризация блазара BL Lacertae. Во время наибольшей интенсивности вспышки был обнаружен поток гамма-излучения с периодами излучения всего около 13 часов. При этом наблюдаемое изменение направления (перегиб) излучаемой релятивистской струи в пространстве совпал с предвычисленным значением. Такой перегиб джета оказался на расстоянии около 5 парсек от черной дыры», – проинформировал О.Куртанидзе.  

Впервые ученым удалось на основе комплексного исследования многоволнового поведения релятивистской струи в пространстве с использованием большого массива полученных изображений блазара и применением авторских методов анализа поляризационных параметров релятивистской струи обнаружить квазипериодическое изменение излучения с периодом полусуток.

Результатом стало более полное определение характеристик короткопериодических квазидинамических периодов излучения блазаров и детальное описание процессов, связанных с природой релятивистских джетов черных дыр.