Wissenschaftler haben transiente rhythmische Oszillationen in Gammastrahlung von Blazar Markarian 501 aufgezeichnet. Diese Detektion wird unser Verständnis der Energieprozesse im Weltraum verbessern.
Blazare, die als Mitglieder einer großen Gruppe von Galaxien mit aktiven Kernen (AGN) eingestuft werden, gelten als die zahlreichsten extragalaktischen Quellen von Gammastrahlung. Sie zeichnen sich durch relativistische Jets aus, die nahezu exakt auf die Erde gerichtet sind. Blazare werden als Hochenergiemotoren wahrgenommen, die die Rolle natürlicher Labors für die Untersuchung der Teilchenbeschleunigung, der relativistischen Plasmaprozesse, der Magnetfelddynamik und der Schwarzlochphysik spielen.
Markarian 501 ist 456 Millionen Lichtjahre entfernt. Dies ist eine Blazar- oder BL Lac-Quelle, deren Spektrum sich bis zu den Gammastrahlen mit der höchsten Energie erstreckt. Vor uns befindet sich einer der nächsten Blazare, die im Röntgenbild leuchten, und eine der frühesten extragalaktischen Quellen, die im TeV-Band gefunden wurden.
Gewichtete z-Umwandlung der γ-Strahlenemissionskurve für Blazar Mrk 501. Links ist die Verteilung der Farbleistung der WWZ in der Zeitperiodenebene und rechts die zeitgemittelte Leistung (blaue Kurve) in Abhängigkeit von der Periode dargestellt. Die violetten und roten Kurven zeigen die Konturen des lokalen Wertes von 90% und 99%. Während des letzten Jahrzehnts wurde das Objekt mit dem Fermi-Gammastrahlenteleskop überwacht. Kürzlich analysierten Wissenschaftler Daten aus Beobachtungen, die von August 2008 bis Juni 2018 gesammelt wurden, und konnten die rhythmischen Schwankungen der Gammastrahlung von Blazar aufzeichnen. Das heißt, die Forscher bemerkten ein starkes Signal von quasiperiodischen Oszillationen (QPO) in Abständen von 332 Tagen. Die Modulation des Gammastrahlenflusses hat in den letzten Jahren allmählich nachgelassen.
Die Wissenschaftler betonten, dass der Gammastrahlen-QPO in Mrk 501 fast sieben Zyklen lang anhielt, bis er sich abschwächte. Nicht viele QPO-Gammastrahlen weisen mehr als 5 Zyklen auf, so dass der Fall mit Mrk 501 eines der wenigen Beispiele sein kann, bei denen eine relativ hohe Frequenz mit einem Zeitraum von weniger als einem Jahr nachgewiesen wird.
In der Studie wurden mehrere Hypothesen aufgestellt, die als treibende Kraft für solche rhythmischen Schwingungen dienen können. Es gibt verschiedene Szenarien, darunter supermassive binäre Schwarze Löcher, Jet-Präzession und eine Akkretionsscheibe, die unter Einwirkung des Gravitationsdrehmoments präpariert wird. Wissenschaftler glauben, dass es notwendig ist, das Objekt weiter zu untersuchen, um die plausibelste Theorie des Ursprungs von Schwingungen im Blazar zu bestimmen.
