Astronomer har upptäckt övergående rytmiska svängningar i gammastrålningen från blazaren Markarian 501. Upptäckten, rapporterade i en tidning publicerad den 18 augusti på arXiv pre-print server kan vara till hjälp för att förbättra vår förståelse av energiska processer som äger rum i universum.

Blazars, klassificeras som medlemmar av en större grupp av aktiva galaxer som är värd för aktiva galaktiska kärnor (AGN), är de mest talrika extragalaktiska gammastrålkällorna. Deras karakteristiska egenskaper är relativistiska jetstrålar som pekar nästan exakt mot jorden. I allmänhet, blazarer uppfattas av astronomer som högenergimotorer som fungerar som naturliga laboratorier för att studera partikelacceleration, relativistiska plasmaprocesser, magnetfältsdynamik och svarta håls fysik.

Ligger cirka 456 miljoner ljusår bort, Markarian 501 (eller Mrk 501 för kort) är en blazar eller en BL Lac-källa, med ett spektrum som sträcker sig till gammastrålar med högsta energi. Det är en av de närmaste blazarerna som lyser starkt i röntgenstrålningen och en av de tidigaste extragalaktiska källorna som upptäckts i TeV-bandet.

Under det senaste decenniet, Mrk 501 observerades av Large Area Telescope (LAT) i NASA:s Fermi Gamma-ray Space Telescope. En grupp astronomer ledda av Gopal Bhatta från Astronomical Observatory vid Jagiellonian University i Kraków, Polen, har analyserat observationsdata för Mrk 501 som samlats in av LAT mellan augusti 2008 och juni 2018. Studien resulterade i upptäckten av rytmiska svängningar i blazarens gammastrålning.

"I detta brev, vi rapporterar upptäckten av transienta rytmiska oscillationer i de cirka 10 år långa Fermi/LAT-observationerna av den berömda blazaren Mrk 501, " skrev forskarna i tidningen.

Enligt studien, astronomerna fann en stark signal om kvasi-periodisk oscillation (QPO) med en periodicitet på cirka 332 dagar. De tillade att gammastrålningsflödesmodulationerna i denna blazar gradvis avtog i styrka under de senaste åren.

Vidare, forskarna betonade att gammastrålningen QPO i Mrk 501 kvarstod i nästan sju cykler tills den slutligen försvagades. Med tanke på att inte många gammastrålar QPO har visat sig visa mer än fem cykler, fallet med Mrk 501, enligt tidningsförfattarna, kan vara ett av få exempel där astronomer bevittnar en relativt hög frekvens med en period på mindre än ett år.

"Det vi har observerat kan vara den första intressanta händelsen där vi bevittnar en övergående gammastrålning periodiska moduleringar i den höga energiemissionen från blazaren som kvarstår i upp till 7 cykler innan de gradvis försvinner, " står det i tidningen.

Studien presenterar också flera hypoteser om vad som kan vara drivkraften bakom sådana rytmiska svängningar i Mrk 501. Forskarna föreslår olika scenarier, inklusive supermassiva binära svarta hål, jetprecession och accretion disk precessering under gravitationsmoment. Dock, forskarna drog slutsatsen att ytterligare analys av Mrk 501 och diskussion om ämnet behövs för att definitivt fastställa den mest rimliga teorin som förklarar ursprunget till svängningarna i denna blazar.

© 2018 Phys.org