Астрономы обнаружили квазипериодические колебания в гамма-излучении далекого блазара

Кривая блеска 4FGL J0309.9-6056, полученная Fermi-LAT за ~16 лет (MJD 54683−60503). Серые перевернутые треугольники представляют верхние пределы на уровне значимости 95%. Панель (b): Увеличен затененный участок (MJD 57983−60503) с левой панели. Синяя пунктирная линия представляет средний поток, а зеленая сплошная линия показывает синусоидальную функцию со средним периодом примерно 550 дней, полученную методами LSP, REDFIT и WWZ. Автор: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2510.21205

Астрономы из Шанхайского педагогического университета (Китай) и других учреждений, используя космический гамма-телескоп NASA «Ферми», исследовали далекий блазар, известный как 4FGL J0309.9-6058. В результате они идентифицировали квазипериодические колебания в гамма-диапазоне этого объекта. Результаты исследования подробно изложены в статье, опубликованной 24 октября на сервере препринтов arXiv.

Блазары — это очень компактные квазары, связанные со сверхмассивными черными дырами в центрах активных гигантских эллиптических галактик. Они принадлежат к большой группе активных галактик, содержащих активные галактические ядра, и являются самыми многочисленными внегалактическими источниками гамма-излучения. Их характерная особенность — релятивистские струи (джеты), направленные почти точно в сторону Земли.

Основываясь на свойствах оптического излучения, блазары делятся на два класса: квазары с плоским спектром (FSRQ), которые имеют выраженные и широкие оптические линии излучения, и объекты типа BL Ящерицы (BL Lac), у которых таких линий нет.

4FGL J0309.9-6058, также известный как PKS 0308-611, является квазаром с плоским спектром (FSRQ) с красным смещением примерно 1,48. Предыдущие наблюдения этого блазара показали, что он демонстрирует повышенную активность в гамма-диапазоне.

Недавно группа астрономов под руководством Цзинъюй У из Шанхайского педагогического университета провела наблюдения 4FGL J0309.9-6058 с помощью телескопа «Ферми», надеясь получить новую информацию о его свойствах. Это привело к идентификации сигнала квазипериодических колебаний (КПК).

«При визуальном осмотре мы обнаружили возможную периодическую изменчивость в ходе кампании наблюдений MJD 57983−60503. Чтобы подтвердить существование сигнала КПК и определить период, мы использовали периодограмму Ломба-Скаргла (LSP), REDFIT и взвешенное Z-преобразование вейвлетов (WWZ)», — написали ученые в исследовании.

Согласно статье, наблюдения выявили наличие КПК с периодом приблизительно 550 дней в гамма-диапазоне (0.1–300 ГэВ) блазара. Идентифицированный КПК имеет максимальную локальную значимость 3.72𝜎 и глобальную значимость 2.72𝜎.

Кроме того, в исследовании был обнаружен временной лаг в 228 дней между оптическим и гамма-диапазонами. Это открытие указывает на разделенные области излучения в 4FGL J0309.9-6058 для оптического и гамма-излучения.

Пытаясь объяснить происхождение наблюдаемых КПК в 4FGL J0309.9-6058, авторы статьи рассматривают несколько гипотез, включая двойную систему сверхмассивных черных дыр и прецессию джета. Однако, учитывая временной масштаб КПК и обнаруженный временной лаг, они сочли сценарий с прецессией джета наиболее правдоподобным.

«Модель прецессирующего джета представляется наиболее перспективным объяснением. Прецессирующий джет генерирует сигналы КПК как в оптическом, так и в гамма-диапазоне, а наблюдаемый временной лаг между этими диапазонами раскрывает расстояние между областями оптического и гамма-излучения», — поясняют исследователи.

Дополнительная информация: Jingyu Wu et al, Detection of Quasi-periodic Oscillations in the γ-Ray Light Curve of 4FGL J0309.9-6058, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2510.21205

Блазары продолжают оставаться одними из самых загадочных объектов во Вселенной. Их изучение помогает ученым лучше понять физику релятивистских струй и процессы, происходящие в окрестностях сверхмассивных черных дыр. Обнаружение квазипериодических колебаний, подобных этому, является важным шагом в разгадке механизмов, управляющих этими мощными космическими ускорителями.