Загадковий блазар BL Lacertae кидає виклик науці

16 березня 2025 р. 15:43

16 березня 2025 р. 15:43

Міжнародна команда польських і німецьких вчених з Інституту ядерної фізики Польської академії наук та Гейдельберзького університету виявила , що блазар BL Lacertae демонструє безпрецедентну поведінку, швидко перемикаючись між різними класифікаційними категоріями, що ставить під сумнів наше фундаментальне розуміння цих потужних космічних об’єктів.

Від “звичайної зірки” до космічної загадки

Історія BL Lacertae почалася досить скромно. Вперше об’єкт спостерігали в 1929 році в сузір’ї Лацерта (Ящірка). Тоді астрономи вважали його просто змінною зорею нашої галактики.

Подальші спостереження виявили вражаючу правду. Цей об’єкт розташований на відстані приблизно 900 мільйонів світлових років від нас. Він знаходиться далеко за межами Чумацького Шляху.

Сьогодні ми знаємо, що BL Lacertae – це блазар, тип активної галактики. Блазари характеризуються надмасивними чорними дірами в центрі, які викидають потужні струмені матерії, спрямовані прямо до Землі .

Блазари як космічні електростанції

Серед сотень мільярдів галактик у спостережуваному Всесвіті деякі є особливо активними. Їхні ядра випромінюють колосальну кількість енергії. Це відбувається внаслідок складних процесів, пов’язаних із падінням матерії в центральну надмасивну чорну діру.

Найбільш вражаючою ознакою таких галактик є вузькі струмені іонізованої матерії. Вони викидаються поблизу полюсів чорної діри на величезні відстані. У деяких випадках ці струмені перевищують мільйон світлових років у довжину.

Якщо такий струмінь спрямований у бік Землі, галактику називають блазаром.

Нові спостереження і непередбачувана поведінка

Команда вчених провела спостереження BL Lacertae у 2020-2023 роках. Вони використовували інструменти американського супутника Neil Gehrels Swift Observatory. Для жорсткого рентгенівського діапазону залучили дані космічного телескопа NuSTAR.

Дослідники фіксували випромінювання в різних діапазонах – від рентгенівського до оптичного та ультрафіолетового. Це важливо, оскільки блазари випромінюють у широкому спектрі – від радіохвиль до гамма-променів найвищих енергій.

Результати виявилися приголомшливими. BL Lacertae продемонстрував найвищу рентгенівську активність за всю історію спостережень. Але найбільшим сюрпризом стала його здатність швидко змінювати класифікаційні характеристики.

Руйнування класифікаційної системи

Традиційно блазари поділяють на дві основні категорії: радіоквазари з пласким спектром і об’єкти BL Lacertae (BL Lacs). BL Lacs, у свою чергу, поділяють на три підтипи, залежно від розподілу енергії в їхньому спектрі.

Енергетичні спектри блазарів нагадують вулканічні конуси з двома піками. Залежно від зміщення цього “вулкана”, об’єкти класифікують як HBL (високочастотний пік), LBL (низькочастотний пік) або IBL (проміжний).

BL Lacertae досі вважався типовим представником проміжного класу (IBL) . Нові спостереження повністю зруйнували цю класифікацію. Об’єкт демонстрував поведінку всіх трьох типів, швидко перемикаючись між ними.

У пошуках пояснення космічного феномену

Фізика, що стоїть за двома піками в спектрах блазарів, досі не повністю зрозуміла. Вважається, що за кожен пік відповідають окремі фізичні явища, пов’язані з різними популяціями частинок у струмені.

Більшість астрофізиків погоджуються, що низькоенергетичний пік пов’язаний із синхротронним випромінюванням електронів. Походження високоенергетичного піку викликає більше дискусій. Можливо, він виникає через зіткнення електронів з низькоенергетичними фотонами (зворотне комптонівське розсіювання).

Існують також гіпотези за участю адронів – кластерів кварків, таких як протони або нейтрони. Однак поведінка BL Lacertae вимагає пояснення не лише походження піків, але й механізму їхнього швидкого перемикання.

Це відкриття ставить перед астрофізиками складне завдання. Необхідно розробити нову теорію, яка пояснювала б таку мінливу поведінку. Можливо, йдеться про абсолютно новий тип блазара, не описаний у сучасних класифікаціях.

Переосмислення космічних класифікацій

Ці знахідки мають глибокі наслідки для астрономії. Вони демонструють, що наші класифікаційні системи, якими б зручними вони не були, не завжди відображають багатство космічних процесів.

BL Lacertae може бути не аномалією, а представником більшої групи об’єктів, які змінюють свої характеристики. Це спонукає до більш гнучкого підходу в класифікації астрономічних об’єктів.

Результати дослідження, опубліковані в журналі Astronomy & Astrophysics, відкривають нову главу в розумінні блазарів. Вони підкреслюють, що Всесвіт продовжує дивувати нас навіть у тих областях, які ми вважали добре вивченими.

Подальші спостереження BL Lacertae та подібних об’єктів допоможуть розкрити фізичні механізми, що стоять за цією загадковою поведінкою. Це може призвести до фундаментального переосмислення наших теорій про активні галактичні ядра та процеси, що відбуваються поблизу надмасивних чорних дір.

Наука