Исследование изучает многоволновую переменность блазара PKS 0727-11

Многоволновые кривые блеска PKS 0727-11. Сверху вниз: (a) гамма-излучение, (b) рентгеновское излучение, (c) оптический диапазон RJ, (d) 1 мм (e) 4,8, 8,0, 14,5 ГГц. Автор: The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ada775

Блазары — это очень компактные квазары, связанные со сверхмассивными черными дырами (СМЧД) в центрах активных гигантских эллиптических галактик. Они принадлежат к более крупной группе активных галактик, которые содержат активные ядра галактик (АЯГ), и являются наиболее многочисленными внегалактическими источниками гамма-излучения. Их характерными особенностями являются релятивистские струи, направленные почти точно на Землю.

На основании свойств оптического излучения астрономы делят блазары на два класса: радиоквазары с плоским спектром (FSRQ), которые характеризуются выраженными и широкими оптическими линиями излучения, и объекты типа BL Lacertae (BL Lacs), которые таковыми не обладают.

PKS 0727-11 — это FSRQ с красным смещением около 1,59, связанный с источником гамма-излучения 4FGL J0730.3-1141. Впервые он был идентифицирован в 1966 году как часть каталога радиоисточников Паркса.

Предыдущие наблюдения PKS 0727-11 показали, что у него непрозрачный микроволновый спектр на частотах 6,63 и 10,63 ГГц. Также оказалось, что блазар содержит компактный компонент и демонстрирует быструю переменность.

Чтобы лучше понять поведение PKS 0727-11, группа астрономов под руководством Юньцая Шеня из Юньнаньского педагогического университета в Китае изучила различные архивные проекты, содержащие многоволновые данные с различных космических обсерваторий и наземных телескопов, включая космические аппараты НАСА Fermi и Swift.

«Данные гамма-излучения были получены из публичного архива Fermi-LAT. Данные рентгеновского излучения были взяты из мониторинга Swift-XRT интересующих источников Fermi-LAT, а кривая блеска в диапазоне 0,3-10 кэВ была построена с использованием редуцированных данных из этого архива. Данные оптического диапазона R и ближнего инфракрасного диапазона J были получены из программы SMARTS, в то время как данные миллиметрового диапазона на длине волны 1 мм были получены из базы данных SMA. Кроме того, радионаблюдения на частотах 4,8, 8,0 и 14,5 ГГц были получены из UMRAO», - пояснили исследователи.

Прежде всего, команда Шена выявила возможное квазипериодическое колебание (QPO) в кривой блеска гамма-лучей PKS 0727-11. Так называемые QPO возникают, когда рентгеновские лучи испускаются вблизи внутреннего края аккреционного диска, в котором газ закручивается вокруг компактного объекта, например, нейтронной звезды или черной дыры. Однако QPO также наблюдались в гамма-излучении блазаров.

Обнаруженный QPO имеет период около 168,6 дней. Астрономы предполагают, что QPO в PKS 0727-11 может возникнуть из-за небаллистического винтового движения, вызванного орбитальным движением в тесной сверхмассивной двойной черной дыре. В этом сценарии масса первичной черной дыры оценивается в пределах от 0,36 до 5,79 миллиардов солнечных масс.

Кроме того, исследование показало, что существует сильная корреляция между многополосными вариациями света PKS 0727-11. Это говорит о том, что гамма- и радиовспышки этого блазара могут быть вызваны одним и тем же возмущением.

Астрономы также оценили расстояние между областями гамма-излучения и 1-миллиметрового диапазона в PKS 0727-11, которое составило приблизительно 43,65 световых лет.

Больше информации: Yuncai Shen et al., Multiwavelength Variability Analysis of the Blazar PKS 0727-11: An ~ 168 day Quasiperiodic Oscillation in the γ-Ray, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ada775