En analysant la courbe de lumière historique du blazar PKS 0405-385 du vaisseau spatial Fermi de la NASA, les astronomes chinois ont détecté une oscillation quasi-périodique de cette source. La découverte, présentée dans un article publié le 5 mai sur arXiv.org, pourrait éclairer davantage la nature et le comportement de ce blazar.
Les blazars sont des quasars très compacts associés à des trous noirs supermassifs (SMBH) au centre de galaxies elliptiques géantes actives. Elles appartiennent à un groupe plus large de galaxies actives qui hébergent des noyaux galactiques actifs (AGN) et sont les sources de rayons gamma extragalactiques les plus nombreuses. Leurs traits caractéristiques sont des jets relativistes pointés presque exactement vers la Terre.
Sur la base de leurs propriétés d’émission optique, les astronomes divisent les blazars en deux classes : les quasars radio à spectre plat (FSRQ) qui présentent des lignes d’émission optique proéminentes et larges, et les objets BL Lacertae (BL Lacs) qui n’en ont pas.
Lorsque la lumière des rayons X provenant d’objets astronomiques scintille autour de certaines fréquences, le comportement est connu sous le nom d’oscillations quasi-périodiques (QPO). Bien que de nombreuses questions sur le phénomène des QPO restent sans réponse, on pense qu’ils se produisent lorsque des rayons X sont émis près du bord intérieur d’un disque d’accrétion dans lequel le gaz tourbillonne sur un objet compact, par exemple une étoile à neutrons ou un trou noir. .
Des QPO ont également été observés dans l’émission de rayons gamma des blazars. À ce jour, des QPO de rayons gamma dans plus de 20 blazars ont été signalés sur la base d’analyses des données du télescope à grande surface de Fermi (LAT). Étant donné que la cause des QPO de rayons gamma n’est toujours pas claire, il est important de détecter de nouveaux blazars présentant ces oscillations dans le régime des rayons gamma et d’étudier ces sources.
Maintenant, sur la base des données LAT, une équipe d’astronomes dirigée par Yunlu Gong de l’Université du Yunnan en Chine rapporte la découverte d’un comportement de quasi-période dans la courbe de lumière des rayons gamma de PKS 0405-385 (également connue sous le nom de 4FGL J0407.0- 3826) – un FSRQ à un décalage vers le rouge de 1,285.
« Nous avons traité et analysé les données d’observation à long terme des rayons gamma Fermi-LAT de blazar PKS 0405-385 au cours de la période 2008-2021 (∼13,2 ans), et les résultats indiquent qu’un comportement quasi-périodique hautement probable de ∼2,8 ans apparaît dans toute la courbe de lumière », ont écrit les chercheurs dans l’article.
Étant donné que la couverture temporelle des rayons gamma à haute énergie s’est avérée plus longue que celle de la bande optique, l’équipe a adopté l’échelle de temps périodique d’environ 2,8 ans comme résultat final. Il a été ajouté que le comportement QPO détecté devrait être plus long que la durée de la courbe de lumière gamma.
De plus, les astronomes ont effectué une analyse QPO dans la courbe de lumière en bande G (entre octobre 2014 et octobre 2021) et ont constaté que les résultats sont cohérents avec la détection périodique dans les rayons gamma. Ceci, selon les auteurs de l’article, suggère que l’émission optique est rayonnée par une population d’électrons identique à l’émission de rayons gamma.
En essayant de trouver un mécanisme possible derrière le comportement quasi-périodique observé dans PKS 0405-385, l’équipe suppose qu’il peut s’agir soit d’un mouvement hélicoïdal dans le jet du blazar, soit de la présence d’un SMBH binaire.
« Les modulations de flux de type QPO pourraient être liées à un scénario géométrique avec le mouvement relativiste de l’émission améliorée (ou blobs) le long de la trajectoire hélicoïdale d’un jet. … nous considérons également un système binaire de trou noir supermassif (SMBHB) pour expliquer les signaux temporels périodiques à long terme », ont conclu les chercheurs.
Yunlu Gong et al, Comportement quasi-périodique dans la courbe de lumière des rayons γ du blazar PKS 0405-385. arXiv:2205.02402v1 [astro-ph.HE], arxiv.org/abs/2205.02402
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