Ein internationales Team von Astronomen hat eine langfristige Mehrfrequenz-Funküberwachung eines nahe gelegenen Blazars namens OJ 287 durchgeführt. Ergebnisse der Beobachtungskampagne, veröffentlicht am 22. Februar auf dem Pre-Print-Server arXivwerfen mehr Licht auf das Verhalten dieses Blazars, insbesondere in Bezug auf seine Radiovariabilität.
Blazare sind sehr kompakte Quasare, die mit supermassereichen Schwarzen Löchern (SMBHs) in den Zentren aktiver, riesiger elliptischer Galaxien assoziiert sind. Sie gehören zu einer größeren Gruppe aktiver Galaxien, die aktive galaktische Kerne (AGN) beherbergen, und sind die zahlreichsten extragalaktischen Gammastrahlenquellen. Ihre charakteristischen Merkmale sind relativistische Jets, die fast genau auf die Erde gerichtet sind.
Basierend auf ihren optischen Emissionseigenschaften unterteilen Astronomen Blazare in zwei Klassen: Flachspektrum-Radioquasare (FSRQs), die markante und breite optische Emissionslinien aufweisen, und BL Lacertae-Objekte (BL Lacs), die dies nicht tun. Einige Blazare sind Quellen mit hoher Synchrotronspitze (HSP), da ihre Synchrotronspitze im Ruherahmen über 1.000 THz liegt. Beobachtungen zeigen, dass Teilchen in den Jets von HSPs effizient auf sehr hohe Energien (VHEs) beschleunigt werden, was solche Quellen für Astronomen, die extreme Blazare untersuchen, sehr interessant macht.
Bei einer Rotverschiebung von 0,306 ist OJ 287 ein nahe gelegener, hochvariabler und hochpolarisierter Blazar, der als BL Lac klassifiziert wird. Es ist im gesamten elektromagnetischen Spektrum sehr hell und zeigt außergewöhnlich helle optische Flares, die sich alle 11–12 Jahre wiederholen. Jüngste Beobachtungen haben auch OJ 287 im Gammastrahlen- und VHE-Regime entdeckt.
Obwohl OJ 287 im optischen/ultravioletten, Röntgen- und Gammastrahlenband umfassend untersucht wurde, ist noch sehr wenig über sein Verhalten im Radiobereich bekannt. Daher führte eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Stefanie Komossa vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, Deutschland, Multifrequenz-Radiobeobachtungen dieser Quelle durch, hauptsächlich unter Verwendung des 100-m-Radioteleskops Effelsberg in Bad Münstereifel, Deutschland.
Den Forschern gelang es, den Funkfluss und die spektrale Variabilität von OJ287 während des Beobachtungszeitraums zwischen 2015 und 2022 detailliert zu charakterisieren, einschließlich Umschlagsfrequenzen, spektralen Indizes, fraktionalen Variabilitätsamplituden und diskreten Korrelationsfunktionen (DCFs). Die Langzeitüberwachung ermöglichte es ihnen auch, einen großen nicht-thermischen Ausbruch mit mehreren Wellenlängen abzudecken, der 2016–2017 auftrat, begleitet von starkem Radioflaring (mit einem Höhepunkt im Februar 2017 bei einer Flussdichte von 10,8 Jy bei 32 GHz).
Die Beobachtungen ergaben, dass sich tiefe Tiefzustände von OJ 287 alle 1–2 Jahre im optischen und im Funkband wiederholen. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die beiden hellsten Gammastrahleneruptionen der letzten Jahre mit dem starken Anstieg und erneuten Anstieg der jüngsten (2021–2022) hellen Radioflare zusammenfallen, was auf einen kausalen Zusammenhang hindeutet.
Laut der Studie fehlt die sogenannte „Vorläufer-Flare“-Aktivität in ABl. 287, die vom Präzessions-Binärmodell für Dezember 2021 vorhergesagt wird. Die Astronomen spekulierten, dass einer der optischen Eruptionen in der Lichtkurve des Blazars von 2005 von der Aktivität eines binären supermassereichen Schwarzen Lochs in Form einer Vorläufereruption vor dem Hauptausbruch angetrieben wurde. Basierend auf dem Präzessions-Binärmodell wurde vorhergesagt, dass sich die Vorläufereruption am 23. Dezember 2021 wiederholen würde.
„Weder die Flare noch das thermische Bremsstrahlungsspektrum wurden beobachtet, weder im Dezember 2021 noch zu einem anderen Zeitpunkt bis Juni 2022“, schrieben die Forscher.
Basierend auf den gesammelten Daten interpretieren die Autoren des Papiers den großen Ausbruch von 2016/2017 als den jüngsten der charakteristischen halbperiodischen Ausbrüche mit zwei Spitzen, die in ABl. 287 auftreten. Sie sagen voraus, dass der nächste Ausbruch mit zwei Spitzen dazwischen stattfinden sollte 2026 und 2028.
Mehr Informationen:
S. Komossa et al, MOMO VI: Multifrequency radio variability of the blazar ABl. 287 von 2015-2022, Fehlen der vorhergesagten 2021-Vorläufer-Flare-Aktivität und eine neue binäre Interpretation des Ausbruchs von 2016/2017, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2302.11486
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