Astronomiczny Obiekt Miesiąca: Kwiecień 2023

< poprzedni Archiwum następny >

Soczewkowanie grawitacyjne blazara S5 0716+714

Blazary to klasa galaktyk aktywnych, których dżety (relatywistyczne strugi) skierowane są w kierunku ziemskiego obserwatora. Charakteryzują się one wysoką zmiennością jasności, która obserwowana jest w różnych zakresach promieniowania elektromagnetycznego (od promieniowania radiowego po promieniowanie gamma) oraz w różnych skalach czasowych – od minut po dziesiątki, a nawet setki lat.

Jednym z dobrze znanych blazarów jest obiekt S5 0716+714. Na swoją sławę wśród astronomów zapracował on szczególnie wysoką zmiennością w optycznym zakresie promieniowania, w skalach czasowych rzędu pojedynczych nocy. Czyni go to świetnym celem kampanii obserwacyjnych takich jak WEBT (Whole Earth Blazar Telescope), nieprzerwanie monitorujących zmienność blazarów przez kilka dni z rzędu. W dwóch zbiorach danych WEBT z 2003 i 2014 roku pojawił się charakterystyczny przebieg zmienności jasności blazara, obserwowany w każdym z filtrów teleskopu (Rys.1, kolor zielony i czerwony).

Obiekt został także niedawno zaobserwowany przez satelitę TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), który dostarczył nam jego krzywe zmian blasku z łącznie 120 dni. Znaleźliśmy w niej kilka innych przejawów zmienności o takiej samej charakterystyce (Rys.1, kolor czarny). Tego typu kształt zmienności ciężko jest powiązać ze znanymi nam obecnie procesami zachodzącymi w blazarach.

W naszej pracy postulujemy, że zaobserwowana kilkukrotnie zmienność blazara powiązana może być z soczewkowaniem grawitacyjnym segmentów jego dżetu przez układ podwójny znajdujący się w galaktyce macierzystej blazara. Soczewkowanie grawitacyjne to zjawisko fizyczne polegające na zakrzywieniu biegu promieni świetlnych w pobliżu masywnych obiektów poprzez zakrzywienie samej czasoprzestrzeni. Prowadzi to do ich skupienia, co zależnie od masy, konfiguracji oraz wzajemnych odległości soczewki, obserwatora i źródła przejawia się w naszych obserwacjach na różne sposoby. Soczewka będąca układem podwójnym, który przechodzi przed linią łączącą odległe źródło z obserwatorem, wywołać może zmiany jasności właśnie takie, jakie obserwujemy w krzywej zmian blasku blazara S5 0716+714.

Wyniki naszego modelowania pokazują, że tego typu zmienność wyjaśnić może soczewka będąca układem podwójnym składającym się z centralnej masy głównej oraz około 100 razy mniej masywnego kompana. Masa układu podwójnego zależy od jego położenia w galaktyce macierzystej blazara. Korzystając z ograniczeń nakładanych na układ z uwagi na czas trwania zdarzeń oraz okres pomiędzy pierwszą a ostatnią obserwacją zjawiska, otrzymujemy masę soczewki, która wynosi od 10⁴do 10⁶ mas Słońca. Oznaczać to może, że soczewka ta jest czarną dziurą o masie pośredniej, czyli większej niż czarne dziury o masach gwiazdowych, powstałe jako końcowy etap ewolucji najmasywniejszych gwiazd, i znacznie mniejszej niż supermasywne czarne dziury obserwowane w centrach galaktyk.






Oryginalna publikacja: D. Król et al., Possible Gravitational Microlensing Events in the Optical Lightcurve of Active Galaxy S5 0716+714, The Astrophysical Journal 943 (2023).

Opisane wyniki są częścią badań prowadzonych w Zakładzie Astrofizyki Wysokich Energii Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie.


Kontakt:

Dominika Król Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego D.Krol [@] uj.edu.pl