ブレーザーとして知られる宇宙の最も高エネルギーの天体のいくつかを研究している天文学者らは、超大質量ブラックホールの周囲の極端な物理的条件や活動銀河がどのように電力を供給されているかについての理解を深める可能性のあるX線放射源に関する新たな手がかりを発見した。
科学技術省 (DST) 傘下の自治機関であるナイニタールのアリヤバッタ観測科学研究所 (ARIES) の研究者は、4 つの古典的な TeV ブレーザー、Mrk 421、Mrk 501、PG 1553+113、および PKS 2155-304 を研究しました。
研究者のリヤ・ボーミック氏とアロック・C・グプタ氏は、NASAのNICER宇宙望遠鏡とNuSTAR宇宙望遠鏡からの観測を利用して、物体からのX線放射を分析し、そのエネルギー活動の背後にあるメカニズムを調査した。
ブレーザーは、中心にある超大質量ブラックホールによって駆動される活動銀河です。物質がブラックホールに向かって落下すると、大量のエネルギーが放出され、相対論的粒子の強力なジェットがほぼ直接地球に向かって発射され、物体が非常に明るく見えるようになります。
TeV ブラーとして知られるこれらの天体の特にエネルギーの高いクラスは、テラ電子ボルトのエネルギーに達する非常に高エネルギーのガンマ線を生成します。
ブレーザーの強力なジェットは地球の近くに向けられているため、ブレーザーの X 線スペクトルは一般にジェットの放出によって支配されています。このため、ブラックホールの周囲の降着円盤など、銀河の他の領域からの放射線を検出することが困難になります。
研究者らは、4 つの TeV ブレーザーの 13 セットの X 線観測を分析しました。 NICER はより低い X 線エネルギーでの観測を提供しましたが、NuSTAR はより高いエネルギー範囲をカバーしており、研究者はより広いスペクトルの放出を調べることができます。
X 線スペクトルのほとんどは、ブレーザー発光の標準モデルによって説明されています。しかし、Mrk 421 と Mrk 501 のいくつかの観測では、より低い X 線エネルギーで追加の成分が示されました。これらの期間中、両方の天体は中程度から低レベルの活動状態で観察されました。
この発見は、これらのブレーザーのジェットが比較的弱くなると、降着円盤からの放射線がジェットの放出とともに検出可能になる可能性があることを示唆しています。
このような証拠は以前に Mrk 421 について報告されていましたが、今回の観測は Mrk 501 の降着円盤からの同様の寄与の可能性の最初のヒントを提供します。この発見を確認するにはさらなる観測が必要です。
Mrk 421 の観測では、小さな追加のガウス特徴、つまり特定のエネルギーでの過剰な X 線放射も示されました。その正確な起源は依然として不明であり、楽器または背景の効果に関連している可能性があります。
一方、PG 1553+113 と PKS 2155-304 の X 線観測は標準模型によってよく説明されました。 X 線スペクトルの湾曲した形状は、異なるエネルギーの粒子が放射線によってエネルギーを獲得したり、エネルギーを失ったりする速度の違いに関連している可能性があります。
最近『The Astrophysical Journal』に掲載されたこの研究は、強力なブレーザーで X 線を生成するメカニズムについてさらなる洞察を提供します。これは、ジェットの X 線放出が常に単一の発生源から来ているとは限らず、ジェット放出が減少すると降着流からの放射線が検出可能になる可能性があることを示しています。
研究者らは、非常に活発な相と比較的静かな相の両方でブレーザーを観測することは、天文学者がジェット気流と降着のそれぞれの寄与をより深く理解するのに役立つ可能性があると述べた。
さまざまな種類の望遠鏡を使用したさらなる観測は、中程度から低活動の状態でのX線放出における降着円盤の役割を確立するのに役立ち、超大質量ブラックホールがその周囲とどのように相互作用するかについての理解が深まる可能性があります。
