Sloan Digital Sky Survey bild av Mrk 421. Kredit:Sloan Digital Sky Survey.
Genom att analysera data från ESA:s XMM-Newton-satellit har astronomer från det astronomiska observatoriet vid Jagiellonian University i Kraków, Polen och på andra håll undersökt röntgenstrålningsvariabiliteten inom dagen hos en närliggande blazar känd som Markarian 421. Resultaten av studien, publicerade 5 juni på arXiv.org, kan hjälpa oss att bättre förstå naturen hos högenergiröntgenkällor.
Blazarer är mycket kompakta kvasarer förknippade med supermassiva svarta hål (SMBH) i mitten av aktiva, jättelika elliptiska galaxer. De tillhör en större grupp av aktiva galaxer som är värd för aktiva galaktiska kärnor (AGN), och är de mest talrika extragalaktiska gammastrålkällorna. Deras karakteristiska egenskaper är relativistiska jetstrålar som pekar nästan exakt mot jorden.
Baserat på deras optiska emissionsegenskaper delar astronomer in blazarer i två klasser:plattspektrumradiokvasarer (FSRQ) som har framträdande och breda optiska emissionslinjer, och BL Lacertae-objekt (BL Lacs), som inte gör det.
På ett avstånd av cirka 134 miljoner ljusår är Markarian 421 (eller förkortat Mrk 421) en av de närmaste blazarerna till jorden. Tidigare observationer av Mrk 421 klassade den som en BL Lac på grund av dess funktionslösa optiska spektrum, kompakta radioemission, starkt polariserade och variabla flöden i optiska band och radioband. Blazaren är värd för en central SMBH med en massa som uppskattas vara mellan 200 och 900 miljoner solmassor.
Mrk 421 är också klassificerad som en högenergi-peaked blazar (HBL) med tanke på att dess synkrotrontopp i den spektrala energifördelningen (SED) hittades i röntgenenergier högre än 0,1 keV. Detta, tillsammans med dess funktionslösa icke-termiska spektrum, gör Mrk 421 till en bra kandidat för att studera intradagsflöde och spektrala variationer över tid. Så ett team av astronomer ledda av Angel Priyana Noel analyserade sina röntgenobservationer som sträckte sig över 17 år.
"Vi använder offentliga arkivdata av 25 spetsiga observationer av Mrk 421 med ett EPIC-pn-instrument ombord på XMM-Newton utförda inom en period av 17 år (2000–2017) för analys av flöde och spektrala variationer på IDV [intraday variabilitet ] tidsskalor och att studera den röntgenstrålning som preliminärt förväntas genereras i jetstrålen nära blazarens centrala svarta hål," förklarade forskarna.
I allmänhet tillät de tillgängliga EPIC-pn-data teamet att genomföra analys av flödesvariabilitet, spektral variabilitet och korskorrelerade studier av mjuka och hårda röntgenband av Mrk 421 på IDV-tidsskalor. För alla spetsiga röntgenobservationer inspekterade de ljuskurvor i mjuka (0,3–2,0 keV), hårda (2,0–10,0 keV) och totala (0,3–10,0 keV) energiband.
Studien fann att den fraktionella variabiliteten visar tydliga bevis på IDV med stor amplitud i 23 av 25 spetsiga observationer i alla betraktade röntgenband. IDV-driftcykeln uppskattades till 96 %, men en viss variationsnivå identifierades också i alla data.
Dessutom tyder resultaten på att den fraktionella variabilitetsamplituden beror på det studerade röntgenenergiområdet och alltid är högre i det hårda bandet än i det mjuka bandet. De totala energivägda minimivariationstidsskalorna för alla spetsiga observationer inträffar i intervallet från 1 030 till 1 059 sekunder.
Forskarna identifierade också tidsfördröjningar mellan mjuka och hårda energiband, men de avslöjar inte något konstant mönster. De tillade att förekomsten av de stora eftersläpningarna i mjuka eller hårda fotoner är måttligt relaterad till graden av flödesvariabilitet. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
