Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
(Originalartikel unter www.cfa.harvard.edu)
M. Weiss/CfA
Aktive galaktische Kerne (active galactic nuclei = AGN) sind supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien und die Material akkretieren. Diese AGN stoßen Jets aus geladenen Teilchen aus, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen, gewaltige Mengen an Energie aus der Region des zentralen Schwarzen Lochs befördern und im gesamten elektromagnetischen Spektrum strahlen. Blazare sind extreme Beispiele für AGN, bei denen die gebündelten Jets zufällig auf uns ausgerichtet sind. Blazarjets besitzen zwei Spitzen in ihren abgestrahlten Wellenlängen, eine, die den Radio- bis Röntgenbereich umfaßt und das Ergebnis der Beschleunigung geladener Teilchen ist und eine zweite bei extrem kurzer Wellenlänge, das hochenergetische Gammastrahlenband, das normalerweise (und einigermaßen umstritten) auf geladene Teilchen zurückgeführt wird, welche die ursprünglich infraroten Photonen aus einer Vielzahl anderer Quellen streuen. All diese Bänder zeigen eine starke und unvorhersehbare Variabilität. Daher liefern parallel ablaufende Langzeitbeobachtungen über viele Bänder, durch Modellieren der relativen Zeitvorgaben von Flares und anderer veränderlicher Strahlung, einen wertvollen Weg, um die zahlreichen, möglichen, wirkenden physikalischen Prozesse zu untersuchen.
CfA-Astronom Mark Gurwell gehörte zu einem großen Astronomenteam, daß von 2013 bis 2017 Änderungen des Blazars CTA102, die das elektromagnetische Spektrum von Radio- bis Gammastrahlung umfaßt, überwachte, insbesondere mit Hilfe des Submillimeter Array, um die äußerst wichtige kurze (mm/submm) Wellenlänge der Radiostrahlung zu messen. Obwohl dieser helle Blazar seit 1978 unter Beobachtung gestanden hatte, wurde erst durch den Start des Compton-Gammastrahlen-Observatoriums 1992 seine Gammastrahlenvariabilität entdeckt und der Start des Gammastrahlen-Weltraum-Teleskops der Fermi-Mission 2008 ermöglichte kontinuierliche Beobachtungen.
2016 trat CAT102 in eine neue Phase sehr hoher Gammastrahlenaktivität ein und flackerte für ein paar Wochen mit entsprechenden Strahlungsänderungen bei allen Wellenlängen auf. Im Dezember 2016 wurde ein Ausbruch entdeckt, der mehr als 250 Mal heller war als sein üblicher leuchtschwacher Status. Mehrere detaillierte physikalische Szenarien wurden für dieses Ereignis vorgeschlagen, wovon eines auf Änderungen in der geometrischen Ausrichtung der Jets beruhte. In der neuen Arbeit hebt das Team hervor, daß das geometrische Szenario getestet werden kann, denn die beiden Emissionsspitzen haben ihren Ursprung in zwei unterschiedlichen Prozessen mit verschiedenen geometrischen Eigenschaften. Zum Beispiel rühren der Gammastrahlen- und der optische Fluß von den gleichen Teilchenbewegungen in den Jets her und sollten stark korreliert sein. Die Astronomen führten eine Untersuchung aller verfügbaren Daten über die Variabilität für den Zeitraum von 2013 bis 2017 durch. Sie kommen zu dem Schluß, daß ein inhomogener, gekrümmter Jet, moduliert durch Änderungen in der Ausrichtung, den langjährigen Fluß und die spektrale Entwicklung von CAT102 auf einfache Weise erklären kann.
Literatur:
„Investigating the Multiwavelength Behavior of the Flat Spectrum Radio Quasar CTA 102 during 2013–2017“
F. D’Ammando et al.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 490, 5300, 2019
oder
arXiv:1910.03609v2 [astro-ph.HE] 11 Nov 2019
