Тънки лъчи светеща материя могат да бъдат изхвърлени от ядрата на активни галактики на милиарди светлинни години разстояние към Земята. Тогава галактиката се появява като точков източник и се нарича блазар. Полско-германски екип от учени за първи път анализира активността на такъв блазар за продължителен период от време и вместо да намери отговори, се сблъсква с все по-голям брой интригуващи въпроси.
Далечни, активни галактики, които излъчват потоци от материя под малък ъгъл към Земята, известни като блазари (наречени на прототипа, BL Lacertae), представят пред астрономите множество предизвикателства пред наблюденията и интерпретацията. Тяхното огромно разстояние и специфична ориентация, съчетани с високата променливост на излъчената радиация - която също се генерира в много широк енергиен диапазон - са основните причини, поради които е толкова трудно да се разберат явленията, отговорни за свойствата на блазарите.
Правилни ли са настоящите интерпретации за природата на тези обекти, базирани на краткотрайни и по-скоро спорадични наблюдения?
Група учени от Университета в Хайделберг и Института по ядрена физика на Полската академия на науките (IFJ PAN) в Краков си е поставила за цел да отговори на този въпрос. Изследването, проведено от полска страна, е фокусирано върху блазара PKS 2155-304, който се намира на разстояние от милиард и половина светлинни години. Той е разположен в южното полукълбо, на фона на съзвездието Южна риба (Piscis Austrinus). Статията е публикувана в Journal of High Energy Astrophysics.
Защо блазарите са трудни за изучаване
Стотици милиарди галактики вече са открити в наблюдаемата вселена. Установено е, че някои от тях произвеждат огромни количества електромагнитно излъчване, вероятно в резултат на бурни процеси, които възникват, когато материята попада в централна свръхмасивна черна дупка. Активността на някои от тези галактики приема особено зрелищна форма: Джетовете - фини потоци от йонизирана, светеща материя - изстрелвани от зони близо до полюсите на черната дупка, които понякога могат да се простират до десетки милиони светлинни години.
Астрономите наричат активните галактики с джетове, насочени към Земята, блазари. Блазарите генерират радиация в много широк енергиен диапазон, от радиовълни през оптични и ултравиолетови области до рентгенови лъчи и гама лъчи.
"Променливостта на блазарите е характерно свойство, което отдавна е известно. Блазарите могат да излъчват радиация не само по различни начини по време на различни наблюдения, но дори в рамките на едно и също наблюдение, където вариациите в някои енергийни диапазони могат да се различават от тези в други", казва д-р Алисия Виержхолска (Alicja Wierzcholska) от IFJ PAN, водещ автор на дългосрочните анализи на наблюденията на блазара PKS 2155-304.
Блазарите се наблюдават от десетилетия, но е трудно да се нарече това прецизен мониторинг. За такива променливи обекти би било необходимо да се използват безброй инструменти, способни да откриват електромагнитно излъчване в почти целия енергиен спектър, в идеалния случай непрекъснато, поне за избрани обекти. Такива обсерватории обаче в момента не съществуват.
В действителност, отделни блазари обикновено се наблюдават на всеки няколко месеца или години като част от кампании, продължаващи не повече от няколко до десетина дни, а събраните данни се отнасят само до тяхната активност в тесни енергийни диапазони на радиация, регистрирана от специфичен инструмент.
Almost 20 years of data suggest blazar PKS 2155-304 cannot be captured by standard single-zone models over long timescales. Its signals across energy bands do not stay correlated, and a 2012 spectral dip remains unresolved. doi.org/hcdxjr
— Science X / Phys.org (@sciencex.bsky.social) August 6, 2026 at 11:00 PM
[image or embed]
Две десетилетия противоречиви сигнали
Настоящият анализ включва измервания, направени за много по-дълъг период - близо две десетилетия. Данните, които се допълват взаимно по отношение на енергийните диапазони, са получени от американски сателитни обсерватории: обсерваторията "Нийл Герелс Суифт" (в оптичния, ултравиолетовия и рентгеновия диапазон) и космическия гама-лъчев телескоп "Ферми" (в гама-лъчевия диапазон).
"Основното заключение на нашите анализи е, че най-разпространените в момента теоретични модели, които предполагат, че радиацията се излъчва в рамките на една единствена струйна зона от една единствена популация от електрони, могат да опишат променливостта на нашия блазар само в кратки времеви мащаби. В този обект обаче очевидно действа нещо по-сложно, нещо, което кратките наблюдателни кампании не могат да уловят", обяснява Виержхолска.
Пример? Интуитивно би могло да се предположи, че ако източникът на емисия в оптичната и рентгеновата област е една и съща популация от електрони, промените в едната част на спектъра би трябвало да са корелирани с промените в другата, може би с леко закъснение. Анализираните данни обаче не показват дългосрочна корелация между събитията в различни области на лъчение.
Когато блазарите бързо стават по-ярки в рентгеновата област, общото правило е, че увеличението на яркостта е по-силно в частта с по-висока енергия на спектъра. С други думи, по време на изригването се наблюдават повече от най-високо енергийните рентгенови фотони, отколкото по време на периоди с ниска активност на блазара.
В случая с PKS 2155-304 това поведение не е наблюдавано през 20-годишния мониторинг.
Такава корелация е видима при по-кратки периоди на наблюдение, но е от различен характер (кривите, представляващи промените в разпределението, имат различен наклон). Този факт предполага, че за протичането на всяко изригване на PKS 2155-304 трябва да са отговорни малко по-различни физически механизми.
20 years of monitoring: PKS 2155-304 and PKS 1510-089 in the eyes of Swift and Fermi. I. The case of PKS 2155-304. A. Wierzcholska et. al. https://arxiv.org/abs/2604.00876
— AstroArxiv (@astroarxiv.bsky.social) April 2, 2026 at 8:32 AM
[image or embed]
Допълнителен спад в спектъра
Това обаче не е всичко. Графиките, показващи пълния енергиен спектър на блазарите, показват интересна характеристика: те показват два "пика", разделени от извита падина. Нискоенергийният пик изглежда е причинен от електрони и синхротронното лъчение, което те излъчват, докато за високоенергийния пик няма ясно обяснение.
Това може да е резултат от сблъсъци между нискоенергийни електрони и фотони, водещи до увеличаване на енергията на фотоните (т.е. обратно комптоново разсейване), но не може да се изключи, че произтича от явления, включващи адрони - тоест кваркови агрегати като протони или неутрони. В случая на две наблюдения от 2012 г. обаче в спектъра на PKS 2155-304 се появява нещо особено странно: допълнителен, статистически значим спад.
"Наличието на нова инфлексия (промяна във височината) в спектъра на блазара показва, че между двете наблюдения трябва да е действал допълнителен физически механизъм - и това в момент, когато не е имало изригване. Различни теоретични съображения предполагат, че този механизъм най-вероятно е бил адронен по природа. Това е изключително интересно, като се има предвид, че теоретиците все по-често твърдят, че в такива ситуации е възможно производството на неутрино", обяснява Виержхолска.
Неутриното са частици с много малка маса, които се срещат в огромни количества във Вселената. Тяхното присъствие обаче е трудно за откриване, защото взаимодействат много слабо с обикновената материя. В земната атмосфера се наблюдават неутрино, създадени от радиоактивен разпад дълбоко в Земята, неутрино, произхождащи от Слънцето, и високоенергийни неутрино от дълбините на космоса.
Произходът на последните все още не е напълно ясен за астрофизиците. Съществуват както теоретични, така и наблюдателни индикации (по-специално откриването на неутрино, произхождащи от блазара TXS 0506+056 по време на мощно изригване на този източник), че блазарите може да са отговорни за излъчването на космически неутрино.
Справка: Alicja Wierzcholska et al, 20 Years of monitoring: PKS 2155-304 and PKS 1510-089 in the eyes of Swift and Fermi. I. The case of PKS 2155-304, Journal of High Energy Astrophysics (2026). DOI: 10.1016/j.jheap.2026.100688
Two decades of blazar observations, and the mysteries keep piling up, Phys.org
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
dolivo
Ще спре ли смъртта на момиче китайския възход в генното редактиране
dolivo
Колко бързо става квантовото вплитане? Учени го изследват в атосекунден мащаб
Bai Tanas
Защо бамята е толкова слузеста?
БотоксПутю
В скална формация на Марс е открит органичен въглерод